[發(fā)明專利]一種交直流兩用儲(chǔ)能功率調(diào)節(jié)裝置及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610105200.2
• 申請(qǐng)日: 2016-02-25
• 公開（公告）號(hào): CN105576687B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁明;吳杰;陳中;朱燦;趙波;張雪松;周金輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué);國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H02J3/32
• 分類號(hào): H02J3/32;H02J1/14
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司34101
• 代理人: 陸麗莉,何梅生

1.一種交直流兩用儲(chǔ)能功率調(diào)節(jié)裝置，是應(yīng)用于交直流混合微網(wǎng)中，其特征是所述儲(chǔ)能功率調(diào)節(jié)裝置包括：功率調(diào)節(jié)主電路和中央控制器單元；

所述功率調(diào)節(jié)主電路包括3n個(gè)級(jí)聯(lián)H橋單元、3n個(gè)儲(chǔ)能單元、交流輸出接口電路和直流輸出接口電路；n≥1；1≤i≤n；

所述3n個(gè)級(jí)聯(lián)H橋單元包括n個(gè)a相級(jí)聯(lián)H橋單元(H_a1～H_an)、n個(gè)b相級(jí)聯(lián)H橋單元(H_b1～H_bn)和n個(gè)c相級(jí)聯(lián)H橋單元(H_c1～H_cn)；

第i個(gè)a相級(jí)聯(lián)H橋單元包括第i個(gè)a相全橋逆變器及第i個(gè)a相濾波電容(C_ai)；

第i個(gè)b相級(jí)聯(lián)H橋單元包括第i個(gè)b相全橋逆變器及第i個(gè)b相濾波電容(C_bi)；

第i個(gè)c相級(jí)聯(lián)H橋單元包括第i個(gè)c相全橋逆變器及第i個(gè)c相濾波電容(C_ci)；

所述3n個(gè)儲(chǔ)能單元包括n個(gè)a相儲(chǔ)能單元、n個(gè)b相儲(chǔ)能單元和n個(gè)c相儲(chǔ)能單元；

第i個(gè)a相儲(chǔ)能單元包括：第i個(gè)a相儲(chǔ)能設(shè)備(V_ai)及其串聯(lián)的第i個(gè)a相直流斷路器(K_DCai)；

第i個(gè)b相儲(chǔ)能單元包括：第i個(gè)b相儲(chǔ)能設(shè)備(V_bi)及其串聯(lián)的第i個(gè)b相直流斷路器(K_DCbi)；

第i個(gè)c相儲(chǔ)能單元包括：第i個(gè)c相儲(chǔ)能設(shè)備(V_ci)及其串聯(lián)的第i個(gè)c相直流斷路器(K_DCci)；

所述交流輸出接口電路包括a相交流輸出接口電路、b相交流輸出接口電路和c相交流輸出接口電路；

所述a相交流輸出接口電路包括：a相交流斷路器(K_ACa)及其串聯(lián)的a相工頻電感(L_a)；

所述b相交流輸出接口電路包括：b相交流斷路器(K_ACb)及其串聯(lián)的b相工頻電感(L_b)；

所述c相交流輸出接口電路包括：c相交流斷路器(K_ACc)及其串聯(lián)的c相工頻電感(L_c)；

所述直流輸出接口電路包括第一直流輸出接口電路、第二直流輸出接口電路、第三直流輸出接口電路、第四直流斷路器(K_DC4)以及濾波電容(C_DC)；

所述第一直流輸出接口電路包括：第一直流斷路器(K_DC1)及其串聯(lián)的第一高頻電感(L₁)；

所述第二直流輸出接口電路包括：第二直流斷路器(K_DC2)及其串聯(lián)的第二高頻電感(L₂)；

所述第三直流輸出接口電路包括：第三直流斷路器(K_DC3)及其串聯(lián)的第三高頻電感(L₃)；

所述第i個(gè)a相全橋逆變器的一側(cè)分別與a相濾波電容(C_ai)和第i個(gè)a相儲(chǔ)能單元并聯(lián)；

所述第i個(gè)a相全橋逆變器的另一側(cè)分別與第i-1個(gè)a相全橋逆變器和第i+1個(gè)a相全橋逆變器串聯(lián)，形成a相變換單元后，再分別與所述第一直流輸出接口電路以及所述a相交流輸出接口電路并聯(lián)；

所述第i個(gè)b相全橋逆變器的一側(cè)分別與b相濾波電容(C_bi)和第i個(gè)b相儲(chǔ)能單元并聯(lián)；

所述第i個(gè)b相全橋逆變器的另一側(cè)分別與第i-1個(gè)b相全橋逆變器和第i+1個(gè)b相全橋逆變器串聯(lián)，形成b相變換單元后，再分別與所述第二直流輸出接口電路以及所述b相交流輸出接口電路并聯(lián)；

所述第i個(gè)c相全橋逆變器的一側(cè)分別與c相濾波電容(C_ci)和第i個(gè)c相儲(chǔ)能單元并聯(lián)；

所述第i個(gè)c相全橋逆變器的另一側(cè)分別與第i-1個(gè)c相全橋逆變器和第i+1個(gè)c相全橋逆變器串聯(lián)，形成c相變換單元后，再分別與所述第三直流輸出接口電路以及所述c相交流輸出接口電路并聯(lián)；

所述a相交流輸出接口電路與交流電網(wǎng)的a相連接；

所述b相交流輸出接口電路與交流電網(wǎng)的b相連接；

所述c相交流輸出接口電路與交流電網(wǎng)的c相連接；

所述第一直流輸出接口電路、所述第二直流輸出接口電路、所述第三直流輸出接口電路和所述濾波電容并聯(lián)后與所述第四直流斷路器(K_DC4)串聯(lián)，再接入直流電網(wǎng)兩側(cè)；

所述中央控制器單元包括采樣調(diào)理電路、控制單元和PWM調(diào)制單元；

所述采樣調(diào)理電路分別采集由交流輸出接口電路處的三相電網(wǎng)相電壓和三路工頻電感電流、直流輸出接口電路處的直流電壓和三路高頻電感電流、3n個(gè)儲(chǔ)能單元的直流電壓所構(gòu)成的采樣信號(hào)并傳遞給所述控制單元；

所述控制單元根據(jù)所述a相交流斷路器(K_ACa)、所述b相交流斷路器(K_ACb)、所述c相交流斷路器(K_ACc)和所述第一直流斷路器(K_DC1)、第二直流斷路器(K_DC2)、第三直流斷路器(K_DC3)以及第四直流斷路器(K_DC4)的開關(guān)狀態(tài)判斷所述儲(chǔ)能功率調(diào)節(jié)裝置的工作模式是儲(chǔ)能逆變器模式或儲(chǔ)能直流變換器模式，從而根據(jù)所接收的采樣信號(hào)，利用儲(chǔ)能逆變器模式策略或儲(chǔ)能直流變換器模式策略獲得PWM控制信號(hào)，并傳遞給所述PWM調(diào)制單元；

所述PWM調(diào)制單元根據(jù)所述PWM控制信號(hào)控制所述3n個(gè)級(jí)聯(lián)H橋單元實(shí)現(xiàn)功率轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)；

所述控制單元是按如下方式判斷儲(chǔ)能功率調(diào)節(jié)裝置的工作模式是儲(chǔ)能逆變器模式或儲(chǔ)能直流變換器模式：

當(dāng)所述a相交流斷路器(K_ACa)、b相交流斷路器(K_ACb)和c相交流斷路器(K_ACc)閉合，且所述第一直流斷路器(K_DC1)、第二直流斷路器(K_DC2)、第三直流斷路器(K_DC3)和第四直流斷路器(K_DC4)斷開，則表示所述儲(chǔ)能功率調(diào)節(jié)裝置形成儲(chǔ)能逆變器DC/AC結(jié)構(gòu)，從而判斷所述儲(chǔ)能功率調(diào)節(jié)裝置的工作模式是儲(chǔ)能逆變器模式；

當(dāng)所述a相交流斷路器(K_ACa)、b相交流斷路器(K_ACb)和c相交流斷路器(K_ACc)斷開，且所述第一直流斷路器(K_DC1)、第二直流斷路器(K_DC2)、第三直流斷路器(K_DC3)和第四直流斷路器(K_DC4)閉合，則表示所述儲(chǔ)能功率調(diào)節(jié)裝置形成儲(chǔ)能直流變換器DC/DC結(jié)構(gòu)，從而判斷所述儲(chǔ)能功率調(diào)節(jié)裝置的工作模式是儲(chǔ)能直流變換器模式。