[發(fā)明專利]一種適用于交直流混合電網(wǎng)的直流母線電壓控制器

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610935000.X
• 申請(qǐng)日: 2016-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN106655228A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮鑫振;陳輝;吳敏秀;楊波;袁曉東;王德順;趙季平;李官軍;楊川;王秋軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司揚(yáng)州供電公司;中國(guó)電力科學(xué)研究院南京分院;國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院;國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司;國(guó)家電網(wǎng)公司
• 主分類號(hào): H02J3/32
• 分類號(hào): H02J3/32;H02M3/158
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司32224
• 代理人: 張賞,董建林

1.一種適用于交直流混合電網(wǎng)的直流母線電壓控制器，其特征在于，由雙向DC/DC變換器和儲(chǔ)能電池組成，其中，雙向DC/DC變換器采用雙向半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，一端連接直流母線，另外一端連接儲(chǔ)能電池；雙向DC/DC變換器由輸入濾波電容C1，輸出濾波電容C2，輸入濾波電感L，功率開關(guān)管VT1和VT2，直流EMC裝置以及直流斷路器，熔斷器，接觸器組成；直流母線的輸入端依次串聯(lián)直流斷路器，熔斷器，接觸器，然后并聯(lián)輸入濾波電容C1，再串聯(lián)輸入濾波電感L，之后接入由兩個(gè)功率開關(guān)管構(gòu)成的雙向半橋結(jié)構(gòu)，再并聯(lián)輸出濾波電容C2，并繼續(xù)串聯(lián)接入接觸器，熔斷器，并聯(lián)直流EMC裝置，最后串聯(lián)直流斷路器到達(dá)輸出端；

所述雙向DC/DC變換器控制儲(chǔ)能電池的充電和放電，實(shí)現(xiàn)功率大小和方向的調(diào)節(jié)；所述儲(chǔ)能電池用于有功功率和能量的存儲(chǔ)；

所述雙向DC/DC變換器控制儲(chǔ)能電池的充電和放電是指在直流母線電壓過高時(shí)，通過雙向DC/DC變換器控制實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電池充電，吸收直流電網(wǎng)系統(tǒng)過多的有功功率，降低直流電網(wǎng)系統(tǒng)電壓；在直流母線電壓過低時(shí)，通過雙向DC/DC變換器控制實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電池放電，增加直流電網(wǎng)系統(tǒng)的有功功率，以支撐直流電網(wǎng)系統(tǒng)電壓。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于交直流混合電網(wǎng)的直流母線電壓控制器，其特征在于，所述雙向DC/DC變換器采用非隔離型雙向Buck/Boost變換器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于交直流混合電網(wǎng)的直流母線電壓控制器，其特征在于，雙向DC/DC變換器控制儲(chǔ)能電池充電，當(dāng)儲(chǔ)能電池吸收能量時(shí)，工作在Buck模式的雙向Buck/Boost變換器控制能量由直流母線流向儲(chǔ)能電池，儲(chǔ)能電池處于恒流充電或恒壓充電狀態(tài)，在充電過程中儲(chǔ)能電池電流保持連續(xù)且電流紋波系統(tǒng)在電池規(guī)定的紋波系統(tǒng)范圍內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于交直流混合電網(wǎng)的直流母線電壓控制器，其特征在于，雙向DC/DC變換器控制儲(chǔ)能電池放電，當(dāng)儲(chǔ)能電池釋放能量時(shí)，雙向DC/DC變換器控制儲(chǔ)能電池放電，工作在Boost模式的雙向Buck/Boost變換器控制能量由儲(chǔ)能電池流向直流母線，儲(chǔ)能電池處于恒流放電狀態(tài)；放電過程中，控制儲(chǔ)能電池的放電電流為恒定值，工作在電流連續(xù)模式，儲(chǔ)能電池側(cè)的電流保持連續(xù)且電流紋波系統(tǒng)在電池規(guī)定的紋波系統(tǒng)范圍內(nèi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于交直流混合電網(wǎng)的直流母線電壓控制器，其特征在于，在恒流充電模式時(shí)，工作于Buck模式的雙向DC/DC變換器控制儲(chǔ)能電池側(cè)的電感電流，設(shè)計(jì)電流環(huán)控制器，使雙向DC/DC變換器輸出的電感電流與恒流充電的電流指令值保持一致；在恒壓充電模式時(shí)，在電流內(nèi)環(huán)的基礎(chǔ)上加入電壓外環(huán)，設(shè)計(jì)電壓外環(huán)控制器，使雙向DC/DC變換器輸出的電壓與恒壓充電的電壓指令值保持一致。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種適用于交直流混合電網(wǎng)的直流母線電壓控制器，其特征在于，在恒流放電模式時(shí)，雙向DC/DC變換器工作在Boost模式，設(shè)計(jì)電流內(nèi)環(huán)控制器，使雙向DC/DC變換器輸出的電感電流與恒流放電的電流指令值保持一致。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于交直流混合電網(wǎng)的直流母線電壓控制器，其特征在于，所述直流母線電壓控制器設(shè)定儲(chǔ)能電池端電壓的過壓和欠壓保護(hù)值分別為650V和600V，設(shè)定充、放電電流的過流值分別為160A和130A，設(shè)置儲(chǔ)能電池溫度過溫保護(hù)為75℃，設(shè)定直流母線電壓的過壓、欠壓保護(hù)分別為850V和650V。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于交直流混合電網(wǎng)的直流母線電壓控制器，其特征在于，所述直流母線電壓控制器的運(yùn)行模式分為功率控制和電壓控制；當(dāng)直流母線電壓穩(wěn)定，無(wú)需直流母線電壓控制器進(jìn)行主動(dòng)電壓調(diào)節(jié)時(shí)，直流母線電壓控制器基于電池荷電量的大小或能量管理系統(tǒng)的指示進(jìn)行功率控制；當(dāng)直流母線電壓出現(xiàn)偏差或波動(dòng)時(shí)，直流母線電壓控制器工作在電壓控制模式。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種適用于交直流混合電網(wǎng)的直流母線電壓控制器，其特征在于，所述電壓控制分為恒壓控制和下垂控制；當(dāng)直流母線電壓控制器儲(chǔ)能容量無(wú)法滿足電壓支撐功率需求，或者有多臺(tái)直流母線電壓控制器協(xié)調(diào)控制直流母線電壓，且之間缺少快速通訊聯(lián)系時(shí)，在電壓下垂量滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)或用戶需求時(shí)采用下垂控制；當(dāng)直流母線電壓控制器儲(chǔ)能容量滿足需求時(shí)采用恒壓控制。