[发明专利]一种并离网一体化的功率转换系统装置

说明书

技术领域

本发明属于蓄电池储能技术领域，尤其是一种并离网一体化的功率转换系统装置。

背景技术

现有的蓄电池储能装置功率单元一般采用两电平或者是传统的二极管箝位型三电平拓扑结构，传统针对三电平电压不平衡的解决办法主要是依靠软件控制，通过软件控制方法通常难以准确、可靠地达到电压平衡的目的，不能满足并网与离网间自由切换需要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种并离网一体化的移动储能系统装置，解决蓄电池储能装置功率单元不能满足并网与离网间自由切换需要的问题。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种并离网一体化的功率转换系统装置，包括锂电池、稳压电容、调节三相不平衡的IGBT开关、变流器、LC滤波器、三相隔离变压器和并离网转换开关；所述稳压电容、调节三相不平衡的IGBT开关、变流器并联在锂电池两端，所述变流器与稳压电容、调节三相不平衡的IGBT开关、LC滤波器相连接，LC滤波器通过三相隔离变压器与并离网转换开关相连接，所述并离网转换开关与电网或负载相连接。

所述稳压电容由两个电容串联构成；所述调节三相不平衡的IGBT开关由两个IGBT元件串联构成，所述变流器由3个IGBT模块构成，每个模块由4个IGBT组成；所述LC滤波器由三个电感、三个电阻和三个电容接构成。

本发明的优点和积极效果是：

本发明采用T型三电平拓扑结构电路比传统的两电平及二极管箝位型三电平拓扑电路更适合应用在低电压、大电流、低开关频率情况，通过控制电路单元采集相关电压电流采样处理并对电力电子器件进行有效控制，通过硬件方法解决三相电压不平衡问题，能够有效地对电池的充放电进行监控，可以更加准确更加可靠的达到电压平衡的目的，使整个系统运行稳定，在并离网转换上，能够满足并网与离网间自由切换需要。

附图说明

图1为本发明的电路图；

其中：1－锂电池；2－稳压电容；3－调节三相不平衡的IGBT开关；4－变流器；5－LC滤波器；6－三相隔离变压器；7－并离网转换开关；8－电网；9—负载。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：

一种并离网一体化的功率转换系统装置，如图1所示，包括锂电池1、稳压电容2、调节三相不平衡的IGBT开关3、变流器4、LC滤波器5、三相隔离变压器6和并离网转换开关7。所述稳压电容、调节三相不平衡的IGBT开关、变流器并联在锂电池两端，所述变流器与稳压电容、调节三相不平衡的IGBT开关、LC滤波器相连接，LC滤波器通过三相隔离变压器与并离网转换开关相连接，所述并离网转换开关与电网8和负载9相连接。所述稳压电容由电容C1和电容C2串联构成，所述调节三相不平衡的IGBT开关由IGBT元件T1和IGBT元件T2串联构成，所述变流器由3个IGBT模块构成，每个模块由4个IGBT组成。所述LC滤波器由电感La、Lb、Lc、三个电阻Rd和三个电容C连接构成。

无论在电池充电还是放电过程中，上述装置中的各电路模块作用基本相同，锂电池是电能的储存载体；稳压电容采用大容量电容，起到稳定直流电压作用；IGBT开关主要起调解两个稳压电容电压不平衡作用；变流器在电池充电时起到整流作用，在电池放电时起到逆变作用；LC滤波器起到滤波作用，以减少谐波；三相隔离变压器使一次侧与二次侧的电气完全绝缘，并能抑制高频杂波传入控制回路；并离网转关开关在并网状态时与电网相连，在离网状态时与负载相连。

本装置需要在控制电路单元的控制下运行。控制电路单元基于DSP(数字信号处理)芯片，能将从稳压电容采集的直流电压、隔离变压器一次侧(图中左侧)的三相交流电流及电压通过软件算法进行处理，产生PWM信号，驱动变流器中的各IGBT模块的开闭，从而实现整个装置的充放电状态转换(并网)以及接入负载运行(离网)。控制电路单元通过对稳压电容两端电压进行采样，通过信号处理并产生PWM信号，控制IGBT开关的开闭，从而达到两个稳压电容间的电压平衡。

本装置的控制方法：在用电低谷时，可将并离网转换开关切换至电网侧，通过控制电路单元给-锂电池充电；在用电高峰时，可将并离网转换开关切换至电网侧，通过控制电路单元给锂电池放电，回馈电网；在停电或用电高峰时，可将并离网转换开关切换至负荷侧，通过控制电路单元给锂电池放电，供给负荷。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。