[發明專利]一種高壓級聯式儲能裝置的主控制系統

有效

• 申請號: 202010697068.5
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111769579B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 任其廣;陳早軍;李強;盧新忠;汝緒麗;李魯彥
• 申請（專利權）人: 新風光電子科技股份有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J15/00;H02M1/084;H02M1/092;H02M7/68;H02M7/797
• 代理公司: 濟寧匯景知識產權代理事務所(普通合伙) 37254
• 代理人: 孫兆乾

一種高壓級聯式儲能裝置的主控制系統，涉及高壓級聯式儲能裝置技術領域，解決了高壓級聯式儲能裝置控制難度大的問題，包括主控制器和可擴展板卡，所述的主控制器包括母板、電源板、模擬量板、主控核心板、分相光纖板和BMS光纖板；可以實現6kV、10kV和35kV電壓等級的級聯儲能裝置的控制功能；主控制器的核心控制單元采用全數字化系統，具備強大的運算能力和實時控制能力，同時還具備很好的可擴展性和可升級性；主控制器與級聯的功率模塊和BMS模塊之間通過光纖信號連接，具備很強的抗干擾能力和強弱電隔離能力；主控制器采用機箱結構，具備金屬外殼，具備優秀的電磁隔離效果，EMC性能優異。

技術領域

本發明涉及一種高壓級聯式儲能裝置，尤其涉及一種高壓級聯式儲能裝置的主控制系統。

背景技術

高壓級聯式儲能裝置是一種新型的儲能變流器，這種結構的儲能系統可以直接連接6kV、10kV和35kV電壓等級的電網而不需要升壓變壓器。與常規的低壓380V儲能變流器相比，級聯H橋結構的變流器每個功率模塊都是互相隔離的，因此需要搭建一套復雜的控制系統來實現級聯儲能系統的控制。

這一套控制系統需要實現多個H橋的控制，例如10kV系統需要超過40個H橋，35kV需要超過150個H橋，需要實現與同樣數量的BMS子模塊進行通信連接，需要實現所有電池的SOC均衡，同時為了實現AGC控制需要采用快速的對外通信接口。現有技術的儲能變流器控制系統一般可以實現兩電平或者三電平變流器的控制，顯然無法滿足上述要求。

現有技術的級聯H橋電路結構的變流器產品如高壓SVG（高壓動態無功補償裝置）和高壓級聯變頻器具有類似的控制器，但是這些產品的控制器都無法實現與BMS系統的對接，控制的單元個數少于級聯儲能變流器，同樣無法滿足進一步擴展電池各種高級控制功能的實現，也無法直接使用。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種高壓級聯式儲能裝置的主控制系統，提供一種能夠實現6kV、10kV和35kV電壓等級的級聯儲能裝置控制的系統。為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：一種高壓級聯式儲能裝置的主控制系統，包括主控制器和可擴展板卡，所述的主控制器包括母板、電源板、模擬量板、主控核心板、分相光纖板和BMS光纖板；

所述的母板為機箱的連接板，母板上設置有卡槽，固定其他各個板卡，傳遞電能和傳遞各個板卡之間的模擬信號和數字信號；

所述的電源板安裝在母板的卡槽上，為其他各個卡板提供電能；

所述的模擬量板通過母板與主控核心板連接，作用是將儲能系統的模擬量進行調理，使得調理完成的模擬量信號可以直接進入到主控核心板的ADC采樣部分；

所述的主控核心板的作用是獲得模擬量信號、獲得數字量信號，根據獲得的模擬量信號和數字量信號進行運算，輸出相應的控制信號供給其他電路板和功率單元使用；

所述的分相光纖板通過母板與主控核心板電連接，作用是將主控核心板傳遞過來的控制信號經過二次運算以后把最終結果通過光纖傳遞給功率單元，同時將功率單元傳遞過來的信號反饋給主控核心板；

所述的BMS光纖板通過母板分別與分相光纖板、主控核心板電連接，作用是將BMS（電池管理系統）傳遞過來的光纖信號傳遞給分相光纖板，同時將主控核心板對BMS系統的控制信號通過光纖傳遞給BMS；

所述的可擴展板卡包括對外通信擴展板、數字量信號擴展板和人機交互系統，對外通信擴展板、數字量信號擴展板和人機交互系統分別與主控核心板的接口電連接，對外通信擴展板的作用是將通信信號的種類和數量進行擴展，數字量信號擴展板的作用是將主控制器對內和對外的數字量信號進行擴展，人機交互系統的作用是顯示相關數據的同時輸入相關控制信息。

進一步地，主控制器設置為金屬外殼的機箱結構，具備優秀的電磁隔離效果，金屬機箱具備良好的EMC屏蔽性能。