[發(fā)明專利]一種儲能變流器及其充放電控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011206701.2
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112271945A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳越;陳滿;雷博;李勇琦;鄭耀東;史尤杰;胡振愷;許樹楷
• 申請（專利權(quán)）人: 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司;南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電有限公司
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M7/487;H02M3/335;H02M1/12;H02J3/32;H02J7/00
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋;郝傳鑫

本發(fā)明公開了一種儲能變流器及其充放電控制方法，該儲能變流器包括AC/DC變換模塊和DC/DC變換模塊，所述AC/DC變換模塊的交流側(cè)通過濾波器與交流電網(wǎng)連接，所述AC/DC變換模塊的直流側(cè)與所述DC/DC變換模塊連接，所述DC/DC變換模塊包括若干個(gè)串聯(lián)的反激變換器，每個(gè)所述反激變換器的負(fù)載處連接有一個(gè)電池模塊。本發(fā)明通過采用反激變換器作為DC/DC變換模塊，使得儲能變流器高壓側(cè)與低壓側(cè)隔離，保證電池更換時(shí)操作人員的人身安全，另外，通過控制反激變換器的開關(guān)工作狀態(tài)，避免電池模塊的過充和過放，有效解決電池充放電均衡問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種儲能變流器及其充放電控制方法。

背景技術(shù)

近些年來，隨著電池制造技術(shù)與電力電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，電池儲能技術(shù)得到了一定的發(fā)展。針對所應(yīng)用的電池模塊電壓等級不一致，并網(wǎng)電壓遠(yuǎn)高于單個(gè)電池模塊電壓等問題，兩級式拓?fù)?即AC/DC變換器與DC/DC變換器)逐漸成為主流的解決手段之一。在兩級式拓?fù)渲校珼C/DC變換器負(fù)責(zé)將電池模塊電壓升高，AC/DC變換器負(fù)責(zé)將直流高壓轉(zhuǎn)換為適合入網(wǎng)的高壓交流電。當(dāng)某一組DC/DC變換器所接電池發(fā)生故障時(shí)，只需將該組DC/DC變換器停機(jī)即可，無需使整個(gè)系統(tǒng)停機(jī)。所以相比于單級式拓?fù)洌瑑杉壥酵負(fù)渚哂懈叩娜哂嘈耘c靈活性。

但是，常規(guī)DC處并聯(lián)的兩級儲能變流器結(jié)構(gòu)還需要在電池簇中添加均衡電路，無法直接對所有電池模塊進(jìn)行充放電均衡控制。雖然，在DC側(cè)對開關(guān)組進(jìn)行串聯(lián)的儲能變流器結(jié)構(gòu)可以解決電池模塊的充放電均衡問題，但是在低壓直流側(cè)無隔離結(jié)構(gòu)，當(dāng)對電池模塊進(jìn)行更換時(shí)會對操作人員產(chǎn)生一定的危險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種儲能變流器及其充放電控制方法，通過采用反激變換器作為DC/DC變換模塊，使得儲能變流器高壓側(cè)與低壓側(cè)隔離，保證電池更換時(shí)操作人員的人身安全，另外，通過控制反激變換器的開關(guān)工作狀態(tài)，避免電池模塊的過充和過放，有效解決電池充放電均衡問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種儲能變流器，包括AC/DC變換模塊和DC/DC變換模塊，所述AC/DC變換模塊的交流側(cè)通過濾波器與交流電網(wǎng)連接，所述AC/DC變換模塊的直流側(cè)與所述DC/DC變換模塊連接，所述DC/DC變換模塊包括若干個(gè)串聯(lián)的反激變換器，每個(gè)所述反激變換器的負(fù)載處連接有一個(gè)電池模塊。

優(yōu)選地，所述反激變換器包括第一電容、第二電容、第一開關(guān)管、第二開關(guān)管和變壓器；其中，所述變壓器的輸入側(cè)與所述第一電容并聯(lián)，所述第一開關(guān)管串聯(lián)在所述變壓器的輸入側(cè)上；所述變壓器的輸出側(cè)與所述第二電容并聯(lián)，所述第二開關(guān)管串聯(lián)在所述變壓器的輸出側(cè)上；所述第二電容與所述電池模塊并聯(lián)。

優(yōu)選地，每個(gè)所述反激變換器的所述第一電容串聯(lián)連接，組成所述DC/DC變換模塊的第一電容支路，所述AC/DC變換模塊的直流側(cè)設(shè)有第二電容支路，所述第一電容支路與所述第二電容支路并聯(lián)。

優(yōu)選地，所述濾波器為LCL濾波器，所述LCL濾波器包括三相濾波支路，三相濾波支路的一端分別對應(yīng)與所述交流電網(wǎng)的三相連接，另一端與所述AC/DC變換模塊的交流側(cè)連接；每一相濾波支路均包括第一電感、第二電感、第三電容、第四電容和電阻；其中，所述第四電容與所述電阻串聯(lián)形成阻尼分支路，所述阻尼分支路與所述第三電容并聯(lián)形成并聯(lián)分支路，所述并聯(lián)分支路連接在所述第一電感與所述第二電感之間。

優(yōu)選地，所述電阻的電阻值的取值范圍為其中，R_da為所述電阻的電阻值，ω為所述LCL濾波器的諧振頻率，C_da為所述第四電容的電容值，C_fa為所述第三電容的電容值，L_ga為所述第一電感的電感值，L_ca為所述第二電感的電感值。

優(yōu)選地，所述AC/DC變換模塊為兩電平橋式變換器、T型三電平變換器或二極管鉗位型三電平變換器。