[发明专利]一种储能系统的高电压穿越模块及其控制方法

说明书

本发明公开了一种储能系统的高电压穿越模块及其控制方法，高电压穿越模块包括MOS管单元、驱动单元、电源单元、采样单元以及控制单元；所述开关单元一端与电池正极连接，另一端与储能变流器直流侧连接；所述电源单元从储能系统取电为驱动单元和采样单元提供电能；所述驱动单元用于驱动所述开关单元工作，所述采样单元对电网电压和网侧电流的实时检测，并反馈至控制单元；所述控制单元用于根据采样单元的反馈发送控制指令至驱动单元控制开关单元关断。该模块实现过程简便，控制容易，灵活性高，且能够节约成本，极大的降低了风险，简便易于操作。

技术领域

本发明涉及电力能源储能技术领域，尤其是涉及一种储能系统的高电压穿越模块及其控制方法。

背景技术

近年来，由于现代工业生产对用电质量的要求不断提高，储能系统应运而生，且在电网，工商业，新能源等方面起到了至关重要的作用。但电网的电压跌落，升高或中断会影响储能系统的正常运行，尤其对于电池的影响是致命的，且也会对用户造成不可挽回的损失。那么如何解决电网高电压穿越期间对电池的保护，成为解决这一问题的关键点。

目前针对这个问题，行业内提出在电池测投切电阻的方案和在直流母线上并联BUCK电路的方案。投切电阻的方案是指在检测到电网电压升高后，在电池测切入串联电阻，利用电阻的分压，去消耗能量，此方案原理简单，设计明确。但电阻体积过大，不适用与系统集成化较高的设备中，且若是利用接触器去投切电阻，有可能会因为投切时间较长，不能确保有效的保护电池系统。直流母线上并联BUCK电路的方案指的是当检测到母线电压升高后，利用buck进行降压，保证电池电压不超过保护值。此方案较第一种方案可靠性提高，但成本较高，不适合大批量投产。

发明内容

针对上述背景技术问题的阐述，本发明提出了一种储能系统的高电压穿越模块及其控制方法，有效的解决了电池的风险，且体积小，成本低，可靠性高，在高电压穿越期间储能系统能稳定正常运行。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种储能系统的高电压穿越模块，包括开关单元、驱动单元、电源单元、采样单元以及控制单元；

所述开关单元一端与电池正极连接，另一端与储能变流器直流侧连接；所述电源单元从储能系统取电为驱动单元和采样单元提供电能；所述驱动单元用于驱动所述开关单元工作，所述采样单元对电网电压和网侧电流的实时检测，并反馈至控制单元；所述控制单元用于根据采样单元的反馈发送控制指令至驱动单元控制开关单元关断。

作为本发明的进一步改进，所述开关单元为电子开关或机械开关，电子开关包括MOS管、IGBT器件或SIC器件。

作为本发明的进一步改进，所述MOS管包括NMOS管和PMOS管中一种、多种串联或多种并联。

作为本发明的进一步改进，所述开关单元采用多个MOS管并联，多个MOS管并联采用一驱动单元驱动。

作为本发明的进一步改进，所述驱动单元包括RC滤波器、光耦芯片U1、推挽电路、驱动电阻R4和吸收电路；

PWM信号端串联电阻R1，电阻R1与光耦芯片U1输入端连接，RC滤波器并联在电阻R1与地之间；光耦芯片U1输出端串联电阻R3，电阻R3另一端分别连接推挽电路Q1和推挽电路Q2，推挽电路Q1连接VCC电压源，推挽电路Q2接地；

推挽电路Q1和推挽电路Q2中点串联驱动电阻R4，驱动电阻R4连接第一MOS管，驱动电阻R4还通过吸收电路连接第二MOS管；

推挽电路Q1和推挽电路Q2两端并联有串联的电容C3、电容C4和串联的稳压管D1、电阻R6；电容C3、电容C4的中点连接稳压管D1、电阻R6的中点，并连接至第三MOS管。

一种储能系统的高电压穿越模块的控制方法，包括以下步骤：