[發(fā)明專利]一種MW級(jí)蓄電池組雙向充放電系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110482716.X
• 申請(qǐng)日: 2021-04-30
• 公開（公告）號(hào): CN113162185A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宗亮;江之奎;蔡巍;張建保;江瀛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍海軍潛艇學(xué)院;成都通用整流電器研究所
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00;H02J7/02;H02M3/335;H02M7/797
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 李朝虎

本發(fā)明公開了一種MW級(jí)蓄電池組雙向充放電系統(tǒng)，包括控制單元和并聯(lián)的N個(gè)相同的PWM雙向充放電整流單元，N為正整數(shù)；控制單元與并聯(lián)的N個(gè)相同的PWM雙向充放電整流單元通信連接；每個(gè)PWM雙向充放電整流單元包括1個(gè)三相橋式PWM整流/逆變子單元和并聯(lián)運(yùn)行的4個(gè)雙向DC/DC隔離型整流/逆變子單元；三相橋式PWM整流/逆變子單元通過直流母線與并聯(lián)運(yùn)行的4個(gè)雙向DC/DC隔離型整流/逆變子單元串聯(lián)，本發(fā)明既能對(duì)大功率蓄電池組整體充電整體放電，且充電、放電可編程多次循環(huán)，充電時(shí)由電網(wǎng)取電向蓄電池組整體充電，放電時(shí)蓄電池組整體的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，能量通過轉(zhuǎn)換裝置回饋電網(wǎng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及蓄電池充放電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種MW級(jí)蓄電池組雙向充放電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

蓄電池組是大型船舶系統(tǒng)控制電源的重要組成單元，蓄電池組在使用一定時(shí)間后，必須對(duì)蓄電池組進(jìn)行充放電活化處理，使其蓄電池組能夠始終保持其容量和放電能力。按照大型船舶蓄電池組的檢修維護(hù)規(guī)程要求，在一定時(shí)間內(nèi)，須對(duì)蓄電池組進(jìn)行深度充電和放電，并進(jìn)行多次循環(huán)充電和放電，達(dá)到對(duì)蓄電池組活化處理的目的。大型船舶蓄電池組因其容量特別巨大，在對(duì)蓄電池組進(jìn)行活化處理恢復(fù)其容量時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行大電流充電和放電，充放電功率容量特別巨大。

目前大型船舶蓄電池組的充電系統(tǒng)主要是通過岸電電源(AC380V/50V或10KV/50HZ)交流供電，采用三相橋式六脈波晶閘管整流或雙三相橋式12脈波晶閘管整流變換技術(shù)整流后，經(jīng)L/C濾波后對(duì)蓄電池組進(jìn)行充電，雖然可以滿足大型船舶蓄電池組的充電要求，但由于晶閘管整流技術(shù)屬于移相控制技術(shù)，普遍存在整流器功率因數(shù)低，轉(zhuǎn)換效率低的問題。通常情況下，在整流器輸出電壓運(yùn)行在額定工作電壓以下時(shí)，功率因數(shù)達(dá)不到0.9以上，轉(zhuǎn)換效率也遠(yuǎn)小于85％。采用這種由晶閘管功率器件所構(gòu)建的晶閘管充電整流裝置在蓄電池組活化放電時(shí)，充電整流器無法將蓄電池組所存儲(chǔ)的電化學(xué)能回饋到電網(wǎng)，只能通過接入的放電電阻器將電化學(xué)能轉(zhuǎn)換為熱能，一方面蓄電池組放電能量未能得到有效的利用，另一方面無法實(shí)現(xiàn)蓄電池組恒流放電過程控制，對(duì)蓄電池活化處理效果也較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：一方面，現(xiàn)有晶閘管整流充電系統(tǒng)為晶閘管整流充電整流系統(tǒng)，由于晶閘管整流技術(shù)的整流方式是相控整流，系統(tǒng)輸出功率因數(shù)較低，轉(zhuǎn)換效率較低；另一方面，現(xiàn)有蓄電池組充電系統(tǒng)無法將蓄電池組所存儲(chǔ)的電化學(xué)能回饋到電網(wǎng)，只能通過接入的放電電阻器將電化學(xué)能轉(zhuǎn)換為熱能，能量未能得到有效的利用，且無法實(shí)現(xiàn)蓄電池組放電過程的恒流控制，對(duì)蓄電池活化處理效果也較差。本發(fā)明提供了解決上述問題的一種MW級(jí)蓄電池組雙向充放電系統(tǒng)，蓄電池組放電可回饋到交流電網(wǎng)，對(duì)電網(wǎng)不造成污染，實(shí)現(xiàn)了能源的高效利用，充電時(shí)，可實(shí)現(xiàn)全功率段功率因數(shù)達(dá)到0.99。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種MW級(jí)蓄電池組雙向充放電系統(tǒng)，包括控制單元和并聯(lián)的N個(gè)相同的100KW PWM雙向充放電整流單元，N為正整數(shù)；所述控制單元與所述并聯(lián)的N個(gè)相同的100KW PWM雙向充放電整流單元通信連接；

每個(gè)所述100KW PWM雙向充放電整流單元均包括1個(gè)100KW的三相橋式PWM整流/逆變子單元和并聯(lián)運(yùn)行的4個(gè)25KW雙向DC/DC隔離型整流/逆變子單元；

所述三相橋式PWM整流/逆變子單元通過直流母線與所述并聯(lián)運(yùn)行的4個(gè)25KW雙向DC/DC隔離型整流/逆變子單元串聯(lián)。

一方面，現(xiàn)有船舶岸電充電系統(tǒng)為晶閘管整流充電整流系統(tǒng)，由于晶閘管整流系統(tǒng)屬于相控整流方式，晶閘管充電整流系統(tǒng)輸出功率因數(shù)較低，轉(zhuǎn)換效率較低；另一方面，現(xiàn)有船舶岸電充電系統(tǒng)無法將蓄電池組所存儲(chǔ)的電化學(xué)能回饋到電網(wǎng)，只能通過接入的放電電阻器將電化學(xué)能轉(zhuǎn)換為熱能，蓄電池組放電時(shí)能量未能得到有效的利用，且無法實(shí)現(xiàn)蓄電池組放電過程的恒流控制，對(duì)蓄電池活化處理效果也較差。