[实用新型]电池储能双向变流器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种工业电源领域的并网运行，尤其是一种蓄电池充放电一体化设计。

背景技术

风电、太阳能等可再生能源发电自身所固有的随机性、间歇性特征，决定了其规模化发展必然会对电网调峰和系统安全运行带来显著影响，必须有先进的储能技术作支撑。储能系统可以在很大程度上解决了新能源的电网不友好特性，实现新能源发电的平滑输出，使大规模风电及太阳能发电方便可靠地并入常规电网。

储能系统由储能双向变流器、电池、电池管理系统等组成。储能双向变流器是电网与电能存储设备之间的纽带，它肩负着向蓄电池充电和将蓄电池电能回馈电网作用。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型在于提供一种电池储能双向变流器，实现整个系统的并网充放电。

本实用新型的技术解决方案是：一种电池储能双向变流器，基于载波移相的光储一体化逆变器，包括蓄电池、直流断路器QF1、直流滤波器Z1、直流缓冲电路(由继电器、电阻R和二极管D组成)、直流继电器、直流母线电容C1、三相半桥电路(Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6组成)、三相电抗器L1、D/Y型三相隔离变压器T、网侧接触器KM1、缓冲接触器KM2、交流滤波器Z3和交流断路器QF3组成；蓄电池通过直流断路器QF1接入，然后接至直流滤波器器Z1一侧，直流滤波器Z1另一侧接至大容量母线电容C1。母线电容C1并联三相半桥电路的直流端，三相半桥电路的三相输出经三相电抗器L1滤波后与D/Y型三相隔离变压器T的初级相连，三相隔离变压器T的次级依次经过网侧接触器KM1和交流断路器QF3接入电网。

本实用新型运行于并网工作模式，三相逆变器通过对并网电流的控制实现能量双向流动。当电网出现故障时，本实用新型能及时检测，并与电网断开，进入独立运行状态。

本实用新型的有益效果是：实现恒流充放电、恒压充电、限压放电等多种充放电模式。针对电网干扰和谐波的影响，提出了基于离散傅里叶变换的闭环锁相控制系统，并采用PI控制和重复控制复合的控制模式进行并网电流控制。实现电池和电网之间电能的双向流动，实现对用电负荷的削峰填谷，有效解决分布式发电系统中存在的不稳定性和间歇性等问题。

附图说明

图1为本实用新型整机系统图；

图2为本实用新型并网充放电控制结构示意图；

图3为本实用新型实施例的重复控制器结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案作进一步的详细说明。

本实施例提供一种用于蓄电池充放电一体化设计的电池储能双向变流器，实现整个系统的并网充放电，它的核心是三相半桥电路和并网控制。图1是本实用新型整机系统图。

并网状态下，三相半桥电路能实现交、直流侧可控的四象限运行，当变流器从电网吸收能量时，运行在整流状态，反之，若变流器向电网馈送能量时，变流器工作于有源逆变状态。并网控制采用PI控制和重复控制复合的控制模式，PI控制器可实现无静差跟踪，能有效抑制变流器输出电流的基波扰动，重复控制器作为周期性扰动信号的统一模型嵌入控制回路中，以抑制周期性扰动，实现周期性扰动的无静差调节，调节后采用SVPWM输出驱动功率管。

并网充放电控制结构示意图如图2所示，G_PI1(z)、G_PI2(z)和G_PI(z)为PI控制器，G_RC(z)为重复控制器，通过双环控制可实现恒流充放电、恒压充电、限压放电等，并可实现无功控制。并网控制采用PI控制和重复控制复合的控制模式，PI控制器可实现无静差跟踪，能有效抑制变流器输出电流的基波扰动，重复控制器作为周期性扰动信号的统一模型嵌入控制回路中，以抑制周期性扰动，实现周期性扰动的无静差调节，调节后采用SVPWM输出驱动功率管。

图3为本实用新型实施例的重复控制器结构示意图。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，但同样在本发明的保护范围之内。