[实用新型]一种带储能系统的电力电子变压器

说明书

技术领域

本实用新型涉及了一种电力电子变压器，具体是一种带储能系统的电力电子变压器。

背景技术

随着电力电子技术的快速发展，电力电子变压器(PET)较传统变压器有改善电能质量，功率因数可调等优点。因此，将电子电力变压器(PET)应用到微电网并网接口上,来限制微电网和大电网之间的功率传递，同时将微电网与大电网隔离开来，使得微电网频率波动不会影响到大电网。微电网有并网运行和孤岛运行两种工况。通常，当并网运行时的大电网出现故障，微电网会立即从大电网断开，进入孤岛运行工况。若在微电网系统中配置一定容量的储能装置，则可以保证运行工况转换下的平稳过渡，显著提升系统的稳定性。近年来，超级电容器随着制造成本的不断降低，其功率密度和能量密度不断提高，拓展了其在新型电力储能方面的应用。

因此，本实用新型提出一种将超级电容储能单元与电力电子变压器(PET) 相结合的方案，来维持微电网孤岛运行的供电稳定性。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是在微电网中的电力电子变压器具备跨越瞬时电压中断来维持PET输出级直流侧电压的恒定，从而提高微电网供电可靠性问题。

本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种带储能系统的电力电子变压器，其特征在于：所述PET采用三级型结构，选用典型的三相交-直-交拓扑结构；所述储能系统包括超级电容储能单元和双向直流变换器；所述超级电容储能单元等效电路由等效电阻和等效电容构成，其通过双向直流变换器与PET的低压直流母线相连；所述双向直流变换器由两个带有反并联二极管的IGBT开关管串联，串联后的IGBT开关管并接到PET的低压直流母线上，其中第一个IGBT的发射极和第二个IGBT的发射极引出接口，让其与超级电容单元连接。

所述的一种带储能系统的电力电子变压器，其特征在于：双向直流变换器通过电感(L)与超级电容单元相连。

PET正常运行时，来自大电网的电能通过PET给微电网负载供电。此时，PET 维持PET直流侧电压恒定，超级电容工作于常直流电流充电状态，一旦超级电容电压被充到期望值时，可由直流变换器维持超级电容端电压恒定。当电网断电时，来自超级电容的能量经由直流变换器给负载供电。此时，直流变换器维持PET 输出级直流侧电压恒定，超级电容工作于放电状态，。第三种工作状态为储能系统不工作，无需能量流动。

本实用新型的有益效果是：不仅能改善电能质量，功率因数可调，还具备跨越瞬时电压中断能力，来维持微电网孤岛运行的供电稳定性。

附图说明

图1是带有超级电容储能单元的PET系统结构图。

图2是PET电路拓扑结构图。

图3是带有超级电容的双向DC/DC变换器结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种带储能系统的电力电子变压器，主要有电力电子变压器 (PET)1、储能系统组成，储能系统包括超级电容储能单元3和双向直流变换器 2，超级电容储能单元3等效电路由等效电阻和等效电容构成，其通过双向直流变换器2与PET1的低压直流母线相连，双向直流变换器2由两个带有反并联二极管的IGBT开关管串联，串联后的IGBT开关管并接到PET1的低压直流母线上，其中第一个IGBT的发射极和第二个IGBT的发射极引出接口，让其与超级电容单元3连接。双向直流变换器2通过电感(L)与超级电容单元3相连。

如图2所示，所PET1采用三级型结构，选用典型的三相交-直-交拓扑结构。当PET正常运行时，来自大电网的电能通过PET 1将高压工频交流电转换为直流电，再将其直流电调制为高频交流电经高频变压器由一次侧绕组耦合到二次侧绕组后有高频交流电转化为直流电最后将直流电调制为工频交流电给负载供电。此时，超级电容3工作于常直流电流充电状态，一旦超级电容3电压被充到期望值时，可由直流变换器2维持超级电容3端电压恒定。当电网断电时，来自超级电容3的能量经由直流变换器2给负载供电。此时，直流变换器2维持PET 1 输出级直流侧电压恒定，超级电容3工作于放电状态。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。