一種應(yīng)用于儲能系統(tǒng)的變換器的制造方法
【專利摘要】一種應(yīng)用于儲能系統(tǒng)的變換器,包括連接在通過蓄電池供電的直流母線之間的電容C1、N個并聯(lián)升降壓電路、輸出濾波電容C2、直流開關(guān)、DSP控制電路及功率器件驅(qū)動電路。蓄電池組連接到直/直變換器低壓側(cè)直流開關(guān),直流開關(guān)輸出端正極連接到低壓側(cè)接觸器,低壓側(cè)接觸器輸出連接到N路并聯(lián)升降壓電路,升降壓電路輸出端正極連接到高壓側(cè)接觸器,高壓側(cè)接觸器輸出連接到PWM整流器正極,蓄電池負(fù)極通過直流開關(guān)后經(jīng)過升降壓電路連接到PWM整流器負(fù)極。直/直變換器輸入輸出端均安裝濾波電容,低壓側(cè)與高壓側(cè)均有預(yù)充電電路。該變換器能減小電流紋波及其諧波,減小濾波器體積和重量,還能提高變換器電能變換效率,改善系統(tǒng)的動、穩(wěn)態(tài)性能。
【專利說明】—種應(yīng)用于儲能系統(tǒng)的變換器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及儲能應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其涉及多重化直/直變換器。
【背景技術(shù)】
[0002]儲能技術(shù)在很大程度上解決了新能源發(fā)電的隨機性、波動性問題,可以實現(xiàn)新能源發(fā)電的平滑輸出,能有效調(diào)節(jié)新能源發(fā)電引起的電網(wǎng)電壓、頻率及相位的變化,使大規(guī)模風(fēng)電及光伏發(fā)電方便可靠地并入常規(guī)電網(wǎng)。作為儲能系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一直/直變換器的研制和改進也成為近年來儲能發(fā)電領(lǐng)域研究的熱點。
[0003]直/直變換器配合PWM整流器,可以實現(xiàn)蓄電池與電網(wǎng)的能量交換。通過直/直變換器輸出的直流電含有一定的紋波電流,該紋波首先會影響蓄電池的充電效率,同時也會影響蓄電池的使用壽命。該紋波作用于電抗器上也會產(chǎn)生較大的損耗,降低效率。大規(guī)模儲能系統(tǒng)采用蓄電池數(shù)量較多,所以要求直/直變換器功率密度大,從而降低系統(tǒng)成本。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]一種應(yīng)用于儲能系統(tǒng)的變換器,由連接在通過蓄電池供電的直流母線之間的電容C1、N個并聯(lián)的升降壓電路、輸出濾波電容C2、直流開關(guān)、DSP控制電路及功率器件驅(qū)動電路組成,其特征在于:蓄電池組連接到直/直變換器低壓側(cè)直流開關(guān),直流開關(guān)輸出端正極連接到低壓側(cè)接觸器,低壓側(cè)接觸器輸出連接到N路并聯(lián)升降壓電路,升降壓電路輸出端正極連接到高壓側(cè)接觸器,高壓側(cè)接觸器輸出連接到PWM整流器正極;蓄電池負(fù)極通過直流開關(guān)后經(jīng)過升降壓電路連接到PWM整流器負(fù)極。
[0005]直/直變換器輸入輸出端都安裝有濾波電容,低壓側(cè)與高壓側(cè)均設(shè)計了預(yù)充電電路,還包括32位DSP控制板,驅(qū)動板,電壓采集板。DSP控制板由32位DSP及外圍接口電路組成。
[0006]本發(fā)明的主要優(yōu)點:
1.減小電流紋波及其諧波,從而減小濾波器體積和重量,最終達到減小變換裝置體積和重量、提高變換裝置功率密度的目的。
[0007]2.提高變換器電能變換效率,減小損耗;改善系統(tǒng)的動、穩(wěn)態(tài)性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1為一種應(yīng)用于儲能系統(tǒng)的變換器框圖。
[0009]圖2為多重化直/直變換器主電路圖。
【具體實施方式】
[0010]蓄電池組連接到直/直變換器低壓側(cè)直流開關(guān),直流開關(guān)輸出端正極連接到低壓側(cè)接觸器,低壓側(cè)接觸器輸出連接到N路并聯(lián)升降壓電路,升降壓電路輸出端正極連接到高壓側(cè)接觸器,高壓側(cè)接觸器輸出連接到PWM整流器正極。蓄電池負(fù)極通過直流開關(guān)后經(jīng)過升降壓電路連接到PWM整流器負(fù)極。直/直變換器輸入輸出端都安裝有濾波電容,低壓側(cè)與高壓側(cè)均設(shè)計了預(yù)充電電路。當(dāng)能量需要從高壓側(cè)向低壓側(cè)流動時,PWM整流器工作在整流狀態(tài),它把交流電力整流成穩(wěn)定的直流電力,直/直變換器將直流電壓降低后給蓄電池充電。當(dāng)能量需要從低壓側(cè)向高壓側(cè)流動時,直/直變換器把直流電壓升高,PWM整流器變換器工作在逆變狀態(tài),它把直流逆變成交流,并把能量送到交流電網(wǎng)。
[0011]如圖1所示蓄電池組連接到直/直變換器低壓側(cè)直流開關(guān),直流開關(guān)輸出端正極連接到低壓側(cè)接觸器,低壓側(cè)接觸器輸出連接到N路并聯(lián)升降壓電路,升降壓電路輸出端正極連接到高壓側(cè)接觸器,高壓側(cè)接觸器輸出連接到PWM整流器正極。蓄電池負(fù)極通過直流開關(guān)后經(jīng)過升降壓電路連接到PWM整流器負(fù)極。直/直變換器輸入輸出端都安裝有濾波電容,低壓側(cè)與高壓側(cè)均設(shè)計了預(yù)充電電路,還包括32位DSP控制板,驅(qū)動板,電壓采集板。DSP控制板由32位DSP及外圍接口電路組成,完成對整個電路的控制。
[0012]如圖2所示的為多重化雙向直/直變換器主電路圖,其電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是在蓄電池和PWM整流器之間接入N個相同的基本變換電路,其中S1-Sn是IGBT,Ln是濾波電感,CpC2是濾波電容。當(dāng)升壓運行時,下部開關(guān)S2、S4、S6…S2n處于斬波狀態(tài),與上部二極管FWDpFffD3> FffD5-FffD2^1 一同構(gòu)成Boost升壓電路。當(dāng)降壓運行時,上部開關(guān)SpSyS5-S21^1處于斬波狀態(tài),與下部二極管FWD2、FffD4、FWD^ FWD2n —同構(gòu)成Buck降壓電路。
[0013]直/直變換器工作流程如下:裝置啟動時,先進行高壓側(cè)預(yù)充電,當(dāng)高壓側(cè)電壓達到設(shè)定值后閉合高壓側(cè)接觸器,再進行低壓側(cè)預(yù)充電,當(dāng)?shù)蛪簜?cè)電壓達到設(shè)定值后再閉合低壓側(cè)接觸器,確認(rèn)接觸器閉合成功后,DSP發(fā)脈沖。根據(jù)電流給定值與實際反饋值的差值經(jīng)過PI調(diào)節(jié)器輸出占空比 進而控制開關(guān)器件。輸出電流經(jīng)過濾波后流入蓄電池或PWM整流器。
[0014]多重化控制如下述,約定單元基本變換器角頻率為ω8,開關(guān)周期為Ts,開關(guān)頻率為fs,電路統(tǒng)一采用PWM調(diào)制方式,N組開關(guān)管開始導(dǎo)通時間互錯Ts/N。若在一個開關(guān)周期Ts中,N組開關(guān)器件導(dǎo)通時間相同,那么N個單元基本變換電路電感電流相位相差Ts/N,波形完全相同的脈動電流,多重化總電流為N個單元電路電感電流之和。
[0015]由于采用N路升降壓并聯(lián)電路,當(dāng)裝置運行時,N路橋臂脈沖互差360/N度,這樣可以降低直流電流紋波。
[0016]上述實施例為本發(fā)明較佳的事實方式,但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制,其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合簡化,均應(yīng)為等效的置換方式,都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于儲能系統(tǒng)的變換器,由連接在通過蓄電池供電的直流母線之間的電容C1、N個并聯(lián)的升降壓電路、輸出濾波電容C2、直流開關(guān)、DSP控制電路及功率器件驅(qū)動電路組成,其特征在于:蓄電池組連接到直/直變換器低壓側(cè)直流開關(guān),直流開關(guān)輸出端正極連接到低壓側(cè)接觸器,低壓側(cè)接觸器輸出連接到N路并聯(lián)升降壓電路,升降壓電路輸出端正極連接到高壓側(cè)接觸器,高壓側(cè)接觸器輸出連接到PWM整流器正極;蓄電池負(fù)極通過直流開關(guān)后經(jīng)過升降壓電路連接到PWM整流器負(fù)極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于儲能系統(tǒng)的變換器,其特征在于:輸入輸出端都安裝有濾波電容,低壓 側(cè)與高壓側(cè)均設(shè)計了預(yù)充電電路,還包括32位DSP控制板,驅(qū)動板,電壓采集板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于儲能系統(tǒng)的變換器,其特征在于:DSP控制板由32位DSP及外圍接口電路組成。
【文檔編號】H02J3/32GK103904672SQ201410152181
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月16日
【發(fā)明者】姜炳芳 申請人:姜炳芳