一種微網儲能拓撲逆變器的製造方法
2023-05-26 23:06:36 1
一種微網儲能拓撲逆變器的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種微網儲能拓撲逆變器，包括：適於連接三相電源的隔離變壓器、該隔離變壓器的三相輸出分別連接第一、第二、第三四象限H橋變流器，所述第一、第二、第三四象限H橋變流器的直流側並聯後連接有第一、第二雙向DC/DC變換器，所述第一雙向DC/DC變換器連接蓄電池，所述第二雙向DC/DC變換器連接超級電容。所述第一、第二、第三四象限H橋變流器的輸入端分別連接有第一、第二、第三電抗器和第一、第二、第三濾波電容，所述第一、第二雙向DC/DC變換器的輸出端分別連接有第四、第五電抗器。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種逆變器，具體的是指一種微網儲能拓撲逆變器及工作方法。 -種微網儲能拓撲逆變器
【背景技術】
[0002] 隨著用電負荷的不斷增大電網集中統一式的舊格局使得電網愈加脆弱。因此需要 增加分布式能源結構以提高電網的可靠性，保障大眾的日常用電及工農業用電等。此外；分 布式能源能夠更好地實現節能減耗，有利於清潔能源和可再生能源的利用和推廣。但是，當 電力系統發生故障時，分布式電源必須馬上退出運行。這大大限制了分布式能源效能的充 分發揮。為協調大電網與分布式電源間的矛盾，人們提出了微網的概念。微網由分布式電 源、分布式儲能和能量管理模塊構成負荷的供電系統，與負荷一起組成一個獨立可控系統， 完全解決了大電網與分布式電源間的矛盾。儲能系統是調節微電源性能，保證負荷供電質 量的重要環節。現有的儲能逆變器大都採用三相逆變器形式的拓撲結構，對三相嚴重不平 衡負載，控制複雜，實現困難。 實用新型內容
[0003] 本實用新型的目的是提供一種微網儲能拓撲逆變器，該逆變器解決了各四象限Η 橋變流器直流側輸出的偶次電壓諧波對直流輸出電壓的影響的技術問題。
[0004] 為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種微網儲能拓撲逆變器，包括：適於 連接三相電源的隔離變壓器、該隔離變壓器的三相輸出分別連接第一、第二、第三四象限Η 橋變流器，所述第一、第二、第三四象限Η橋變流器的直流側並聯後連接有第一、第二雙向 DC/DC變換器，所述第一雙向DC/DC變換器連接蓄電池，所述第二雙向DC/DC變換器連接超 級電容。
[0005] 為進一步解決蓄電池和超級電容儲能和回饋的技術問題，在上述微網儲能拓撲逆 變器的基礎上，所述微網儲能拓撲逆變器還包括：控制器，在儲能模式下，所述控制器控制 各四象限Η橋變流器分別將各相交流電轉變成相應直流電輸入至所述第一、第二雙向DC/ DC變換器，所述控制器再分別根據蓄電池和超級電容的功率分配蓄電池、超級電容的電流 給定值和電壓給定值，通過蓄電池、超級電容的電流給定值分別控制所述第一、第二雙向 DC/DC變換器對蓄電池、超級電容進行恆流充電；再根據蓄電池、超級電容的電壓給定值分 別控制所述第一、第二雙向DC/DC變換器對蓄電池、超級電容進行恆壓充電，最後再分別控 制第一、第二雙向DC/DC變換器對蓄電池、超級電容進行浮充，在回饋模式下，所述控制器 根據蓄電池、超級電容的電流給定值分別控制所述第一、第二雙向DC/DC變換器限定蓄電 池、超級電容的放電電流，蓄電池、超級電容的放電電流分別經第一、第二雙向DC/DC電路 變換為相應的直流電流後輸入至各四象限Η橋變流器，各四象限Η橋變流器再將輸入的直 流電轉變成各相交流電輸出。
[0006] 進一步，所述第一、第二、第三四象限Η橋變流器的輸入端分別連接有第一、第二、 第三電抗器和第一、第二、第三濾波電容，所述第一、第二雙向DC/DC變換器的輸出端分別 連接有第四、第五電抗器。
[0007] 本實用新型的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：（1)本實用新型通過三 個四象限Η橋變流器，以及兩個雙向DC/DC變換器由控制器控制分別對蓄電池、超級電容的 進行充放電，以實現微網的儲能和回饋，並且根據蓄電池、超級電容充放電的特點，控制相 應的充放電形式；（2)三個獨立的四象限Η橋變流器和三相變壓器的三個繞組聯接，使每 相電壓、電流和功率可以獨立調節，便於三相平衡負載的控制；（3)四象限Η橋變流器直流 側共直流聯接，與Η橋獨立直流相比，直流部分的偶次電壓諧波正好相互抵消，直流電壓穩 定，無二次波動。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008] 為了使本實用新型的內容更容易被清楚的理解，下面根據的具體實施例並結合附 圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中
[0009] 圖1為本實用新型的微網儲能拓撲逆變器的主電路拓撲結構圖；
[0010] 圖2為本實用新型的四象限Η橋變流器的電路圖；
[0011] 圖3為本實用新型的雙向DC/DC變換器的電路圖。
[0012] 其中，斷路器QF1、隔離變壓器Τ、第一四象限Η橋變流器Α、第二四象限Η橋變流 器Β、第三四象限Η橋變流器C、第一雙向DC/DC變換器D、第二雙向DC/DC變換器Ε、蓄電池 1、超級電容2。
【具體實施方式】
[0013] 下面結合附圖及實施例對本實用新型進行詳細說明：
[0014] 實施例1
[0015] 見圖1至圖3,一種微網儲能拓撲逆變器，包括：斷路器QF1、控制器、適於連接三相 電源的隔離變壓器Τ、該隔離變壓器Τ的三相輸出分別連接第一、第二、第三四象限Η橋變 流器，所述第一、第二、第三四象限Η橋變流器的直流側並聯後連接有第一、第二雙向DC/DC 變換器，所述第一雙向DC/DC變換器連接蓄電池1，所述第二雙向DC/DC變換器連接超級電 容2。
[0016] 所述隔離變壓器Τ 一方面起到隔離作用，另一方面升高輸入電壓以提高後端直流 母線電壓，而濾波器市電及其變壓器帶來的諧波。
[0017] 實施例2
[0018] 為了根據蓄電池與超級電容充放電的特點，即超級電容充電速度比蓄電池充電速 度快，在上述微網儲能拓撲逆變器的基礎上，所述微網儲能拓撲逆變器還包括：控制器，即 通過所述控制器控制第一、第二雙向DC/DC變換器調節儲能和回饋模式下，對蓄電池1和超 級電容2的充放電。
[0019] 具體的，在儲能模式下，所述控制器控制各四象限Η橋變流器分別將各相交流電 轉變成相應直流電輸入至所述第一、第二雙向DC/DC變換器，所述控制器再分別根據蓄電 池1和超級電容2的功率分配蓄電池、超級電容的電流給定值和電壓給定值，通過蓄電池1、 超級電容2的電流給定值分別控制所述第一、第二雙向DC/DC變換器對蓄電池1、超級電容 2進行恆流充電；再根據蓄電池1、超級電容2的電壓給定值分別控制所述第一、第二雙向 DC/DC變換器對蓄電池1、超級電容2進行恆壓充電，最後再分別控制第一、第二雙向DC/DC 變換器對蓄電池1、超級電容2進行浮充。
[0020] 在回饋模式下，所述控制器根據蓄電池1、超級電容2的電流給定值分別控制所述 第一、第二雙向DC/DC變換器限定蓄電池1、超級電容2的放電電流，蓄電池1、超級電容2的 放電電流分別經第一、第二雙向DC/DC電路變換為相應的直流電流後輸入至各四象限Η橋 變流器，各四象限Η橋變流器再將輸入的直流電轉變成各相交流電輸出。
[0021] 所述第一、第二、第三四象限Η橋變流器的輸入端分別連接有第一、第二、第三電 抗器和第一、第二、第三濾波電容，所述第一、第二雙向DC/DC變換器的輸出端分別連接有 第四、第五電抗器。
[0022] 其中，所述控制器採用中國專利文獻CN 102055358 Β公開的一種100KVA微網儲能 雙向變流器中控制器的技術方案；本實用新型中控制器也可以採用E M S能量管理系統來 實現，例如中國專利文獻CN 101777765 Β公開的一種電力系統在線負荷模擬方法中，對Ε M S能量管理系統有相關論述。
[0023] 所述蓄電池採用鋰電池。
[0024] 實施例3
[0025] 在實施例1和實施例2基礎上，本實用新型還提供了一種微網儲能拓撲逆變器的 工作方法，其中，所述微網儲能拓撲逆變器包括：控制器、適於連接三相電源的隔離變壓器、 該隔離變壓器的三相輸出分別連接第一、第二、第三四象限Η橋變流器，所述第一、第二、第 三四象限Η橋變流器的直流側並聯後連接有第一、第二雙向DC/DC變換器，所述第一雙向 DC/DC變換器連接蓄電池1，所述第二雙向DC/DC變換器連接超級電容2。
[0026] 所述微網儲能拓撲逆變器的工作方法，包括：
[0027] 在儲能模式下，所述控制器控制各四象限Η橋變流器分別將各相交流電轉變成相 應直流電輸入至所述第一、第二雙向DC/DC變換器，所述控制器再分別根據蓄電池1和超級 電容2的功率分配蓄電池1、超級電容2的電流給定值和電壓給定值，通過蓄電池1、超級電 容2的電流給定值分別控制所述第一、第二雙向DC/DC變換器對蓄電池1、超級電容2進行 恆流充電；再根據蓄電池1、超級電容2的電壓給定值分別控制所述第一、第二雙向DC/DC 變換器對蓄電池1、超級電容2進行恆壓充電，最後再分別控制第一、第二雙向DC/DC變換器 對蓄電池1、超級電容2進行浮充。
[0028] 在回饋模式下，所述控制器根據蓄電池1、超級電容2的電流給定值分別控制所述 第一、第二雙向DC/DC變換器限定蓄電池1、超級電容2的放電電流，蓄電池1、超級電容2的 放電電流分別經第一、第二雙向DC/DC電路變換為相應的直流電流後輸入至各四象限Η橋 變流器，各四象限Η橋變流器再將輸入的直流電轉變成各相交流電輸出。
[0029] 顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而並非是對本實 用新型的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可 以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些 屬於本實用新型的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本實用新型的保護範圍 之中。
【權利要求】
1. 一種微網儲能拓撲逆變器，其特徵在於包括：適於連接三相電源的隔離變壓器、該 隔離變壓器的三相輸出分別連接第一、第二、第三四象限Η橋變流器， 所述第一、第二、第三四象限Η橋變流器的直流側並聯後連接有第一、第二雙向DC/DC 變換器，所述第一雙向DC/DC變換器連接蓄電池，所述第二雙向DC/DC變換器連接超級電 容。
2. 根據權利要求1所述的微網儲能拓撲逆變器，其特徵在於， 所述第一、第二、第三四象限Η橋變流器的輸入端分別連接有第一、第二、第三電抗器 和第一、第二、第三濾波電容， 所述第一、第二雙向DC/DC變換器的輸出端分別連接有第四、第五電抗器。
【文檔編號】H02J3/32GK203911801SQ201420182901
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年4月15日 優先權日:2014年4月15日
【發明者】周細文, 吳曉春, 章輝, 馬華峰 申請人:江蘇有能新能源有限公司, 周細文