[发明专利]一种双向储能变流器

说明书

技术领域

本发明涉及一种双向储能变流器，属于输变电技术领域。

背景技术

由于电能难以储存，所以在传统的电力生产中，发电、输电、配电、用电几乎同时进行，电网通过调度的手段来保证电能的实时平衡。而在当今世界新能源大规模接入，微电网大规模发展的背景下，由于新能源发电输出功率的不稳定性和不连续性，容易造成电力供需不平衡，不仅会影响电能质量，造成频率和电压不稳，而且严重时会引发停电事故，给生产、生活带来不便。

电池储能设备作为功率平衡装置和备用电源，可以用于各种需要动态储能的应用场合，在电能富余时将电能存储，在电能不足时将存储的电能逆变后向电网输出，能有效解决新能源发电功率波动引发的相关问题。

传统的电池储能设备有UPS、EPS。UPS在电网供电正常时其输入电源经过整流/逆变后输出，同时对蓄电池浮充，电网供电中断时由蓄电池经逆变器向负载供电，即UPS的逆变器一直处于工作状态。UPS输出精度高、转换时间快，但造价较高(约为EPS的两倍)，工作时能耗较大，主机寿命较短，只有8～10年。

EPS的逆变器平时不工作,供电中断时才投入蓄电池后备供电。一般不对电源进行恒流、恒压处理。EPS通常采用接触器转换，切换时间约为0.1～0.25s，相较于UPS要长很多，另外EPS的输出电压控制精度低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种双向储能变流器，它采用充电、放电一体化设计，能够实现交流系统和直流系统的能量双向流动，具有削峰填谷、应急电源、无功补偿、电能质量控制等功能。

本发明的目的是这样实现的：一种双向储能变流器，它包括柜体，所述柜体前侧设置有IGBT模块、层叠母排、直流断路器和交流断路器，所述IGBT模块和层叠母排左右并排布置于柜体上部，所述直流断路器和交流断路器左右并排布置于柜体中部，所述层叠母排后侧设置有直流支撑电容，所述直流支撑电容通过层叠母排与IGBT模块相连接，所述IGBT模块后侧设置有铝散热器，所述铝散热器上方设置有风道，所述铝散热器下方设置有离心式冷风机，所述离心式冷风机下方设置有交流滤波电容，所述交流滤波电容下方设置有一体式变压器，所述一体式变压器包括电抗器和变压器，所述变压器位于电抗器下方，所述柜体后侧中部自左至右依次设置有交流接触器、交流EMI滤波、直流EMI滤波和直流接触器。

上述交流滤波电容和电抗器构成一LC交流滤波电路，电网侧的交流电经交流断路器和交流EMI滤波后进入变压器进行变压，变压后的交流电经上述LC交流滤波电路接入IGBT模块的交流端，且储能电池侧的直流电经直流断路器和直流EMI滤波后接入IGBT模块的直流端；且IGBT模块与一直流支撑电容相互并联构成一双向变流单元。 

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、采用充电、放电一体化设计，能够实现交流系统和直流系统的能量双向流动，具有削峰填谷、应急电源、无功补偿、电能质量控制等功能；

2、控制精度高，响应速度快；

3、配电柜体结构紧凑，接线明了方便，采用模块化布局方式，组装、维护更加方便，整体散热效果好；

4、能有效调控智能电网中的电力资源，很好地平衡昼夜及不同季节的用电差异，保障电网安全；当电网失电时，可以充当独立逆变电源，给重要负载持续提供交流电力，从而对用户提供进一步的保障。

附图说明

图1为本发明一种双向储能变流器的结构示意图。

图2为图1的背视图。

图3为图1的右视图。

图4为本发明一种双向储能变流器的电气原理示意图。

其中：

柜体1

IGBT模块2

铝散热器3

层叠母排4

直流支撑电容5

直流断路器6

交流断路器7

交流接触器8

交流EMI滤波9

直流EMI滤波10

直流接触器11

风道12

离心式冷风机13

交流滤波电容14

一体式变压器15

电抗器15.1

变压器15.2。

具体实施方式