[實用新型]一種移動儲能PCS的控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320779754.2
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN203645362U
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡旭;姜廣宇;王海松;李睿;曹云峰
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽啟光能源科技研究院有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/02;H02J3/00
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34107
• 代理人: 朱圣榮

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種將電池儲能載體與電網(wǎng)交互的儲能功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（PCS）中的控制系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

儲能功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)PCS是電池儲能載體與電網(wǎng)交互的關(guān)鍵部件，通過PCS，儲能電池從交流電網(wǎng)中獲取能量或向交流電網(wǎng)輸出能量，在放電狀態(tài)下，電池組中的直流電能通過PCS進行能量變換，將直流電能變換為交流電能回饋電網(wǎng)，在充電狀態(tài)，PCS通過能量變換，將交流電能變換為直流電能，給電池充電。目前需要設(shè)計一種能夠適應(yīng)100KW的移動儲能電站連接電網(wǎng)需求PCS的控制系統(tǒng)。?

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是實現(xiàn)一種能夠滿足大功率電池儲能載體與電網(wǎng)交互的PCS中的控制系統(tǒng)。?

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為：一種移動儲能PCS的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)的核心控制器與網(wǎng)側(cè)ADC模塊、直流側(cè)ADC模塊、驅(qū)動及功率保護電路連接，所述的網(wǎng)側(cè)ADC模塊連接PCS網(wǎng)側(cè)的電流采集單元、PCS網(wǎng)側(cè)的并網(wǎng)開關(guān)，以及電網(wǎng)上的電壓采集單元，所述的直流側(cè)ADC模塊連接直流電容電壓采集單元，直流母線電流采集單元，所述的驅(qū)動及功率保護電路連接VSC。?

所述的核心控制器經(jīng)CAN連接系統(tǒng)主監(jiān)控器。?

所述的核心控制器包括FPGA芯片、DSP、電源電路和實時以太網(wǎng)接口。?

所述的核心控制器還設(shè)有RS232接口，并通過RS232接口連接輸入設(shè)備。?

本實用新型的優(yōu)點在于該控制系統(tǒng)能夠有效監(jiān)控管理PCS，可控制整個移動儲能設(shè)備穩(wěn)定工作。?

附圖說明

下面對本實用新型說明書中每幅附圖表達的內(nèi)容及圖中的標記作簡要說明：?

圖1為PCS系統(tǒng)的主電路拓撲結(jié)構(gòu)；?

圖2為控制系統(tǒng)模塊圖。?

具體實施方式

參見圖1可知，移動儲能PCS的控制系統(tǒng)的核心控制器與網(wǎng)側(cè)ADC模塊、直流側(cè)ADC模塊、驅(qū)動及功率保護電路連接，其主要針對100kW的移動儲能電站的控制，移動儲能設(shè)備采用單級式的結(jié)構(gòu)接入電網(wǎng)。?

網(wǎng)側(cè)ADC模塊連接VSC網(wǎng)側(cè)電流采集單元、PCS網(wǎng)側(cè)的并網(wǎng)開關(guān)，以及電網(wǎng)上的電壓采集單元。VSC網(wǎng)側(cè)電流采集單元設(shè)置在網(wǎng)側(cè)濾波器與VSC（Voltage?Source?Converter；電壓源換流器）輸出端之間，用于采集逆變器輸出的電流信號；并網(wǎng)開關(guān)控制輸出電路的通斷，并由核心控制器控制；電網(wǎng)上的電壓采集單元設(shè)置在并網(wǎng)開關(guān)與電網(wǎng)PCC點，采集電網(wǎng)的電壓信號。?

直流側(cè)ADC模塊連接電容電壓采集單元，直流母線電流采集單元，電容電壓采集單元設(shè)置在電容上，用于采集電容電壓，直流母線電流采集單元設(shè)置在直流母線上，用于采集直流母線電流。開關(guān)為PCS直流側(cè)通斷元件，設(shè)置在預(yù)充電電池與儲能設(shè)備電池組之間，并由核心控制器控制通斷。?

驅(qū)動及功率保護電路連接VSC，核心控制器輸出驅(qū)動信號至驅(qū)動及功率保護電路，控制電池組的充放電。核心控制器經(jīng)CAN連接系統(tǒng)主監(jiān)控器，系統(tǒng)主監(jiān)控器為移動儲能系統(tǒng)的儲能站EMS系統(tǒng)。?

參見圖2可知，核心控制器包括FPGA芯片、DSP、RS232接口、電源電路和實時以太網(wǎng)接口，RS232接口連接輸入設(shè)備。DSP主要負責(zé)實時運算處理和通訊控制，實時運算處理涉及數(shù)字濾波、靜止坐標變換、旋轉(zhuǎn)坐標變換、數(shù)字PLL算法、PI調(diào)節(jié)以及SVPWM生成占空比等控制算法的實現(xiàn)，通訊控制涉及與主控、BMS等進行通信。?

FPGA將采集的數(shù)據(jù)上傳到DSP中，用于控制算法的處理；DSP執(zhí)行控制算法，并生成占空比信息下傳到FPGA中，與FPGA中的三角載波進行比較輸出PWM控制脈沖。FPGA芯片的接入口有模擬信號采樣調(diào)理電路、開關(guān)量光耦輸入接口電路、開關(guān)量光耦輸出接口電路、PWM光纖驅(qū)動接口電路以及IPM故障光纖輸入接口電路。?

一般情況下從變流器出來的信號都屬于高電壓、大電流的強電信號，其開關(guān)量控制和狀態(tài)信號的電平一般也至少為DC24V，而進入控制器或者從控制器輸出的信號一般為弱電信號，因此需要設(shè)計變流器到控制器的接口電路，將變流器出來的高電壓、大電流信號轉(zhuǎn)換為適合控制器的低電壓、小電流信號。在電力電子領(lǐng)域中，強電到弱電的接口電路除了要完成高電壓信號到低電壓信號的轉(zhuǎn)換功能外，還需要實現(xiàn)電氣上的隔離，即強電和弱電實現(xiàn)電氣上的徹底隔離，以提高系統(tǒng)的抗干擾能力。模擬信號的隔離一般都采用霍爾傳感器、互感器或者線性光耦來實現(xiàn)；開關(guān)量信號的隔離一般都采用光耦來實現(xiàn)隔離；PWM信號的隔離可以采用高速光耦隔離，亦可采用光纖隔離。?

上面結(jié)合附圖對本實用新型進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種非實質(zhì)性的改進，或未經(jīng)改進將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。?