CN111740579B - 一种启动方法及启动电路和储能变流器 - Google Patents

一种启动方法及启动电路和储能变流器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种启动方法，其包括S1:通过主支路上的辅助预充电路对主支路的储能元件进行预充电，然后通过该辅助预充电路完成对其余分支路上的储能元件预充电；S2:当主支路的储能元件电压与主支路的储能模块电压的差值小于预设值时，将主支路的储能模块接入主支路，并关断辅助预充电路；S3:通过主支路提高母线电压，使得母线电压高于所有支路上的储能模块电压；S4:当其他分支路的储能元件电压与其他分支路的储能模块电压的差值小于预设值时，将其他分支路的储能模块接入其他分支路。本发明具有安全可靠的效果。本发明涉及一种启动电路。本发明涉及一种储能变流器。

Description

一种启动方法及启动电路和储能变流器
技术领域
本发明涉及储能***的技术领域，尤其是涉及一种启动方法及启动电路和储能变流器。
背景技术
储能变流器(Power Conversion System，简称PCS)电化学储能***中，连接于电池***与电网(和/或负荷)之间的实现电能双向转换的装置，可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。
PCS由DC/AC双向变流器、控制单元等构成。PCS控制器通过通讯接收后台控制指令，根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。同时PCS可通过CAN接口与BMS通讯、干接点传输等方式，获取电池组状态信息，可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。
见图1，两级PCS(储能变流器)由Buck/Boost实现DCDC部分和逆变器DCAC部分，逆变桥常见有单相H4/H6，三相三电平I字型和T字型，本文选用T字型作为演示。
目前，在PCS中给不同电池充电时，由于电池种类不同，需要设置多条不同的支路，每条支路设置预充电路，这样就导致成本增加，电路繁琐。
发明内容
本发明目的一是提供一种启动方法，具有实现成本低，电路简单的特点。
本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：
一种启动方法，步骤如下：
S1:通过主支路上的辅助预充电路对主支路的储能元件进行预充电，然后通过该辅助预充电路完成对其余分支路上的储能元件预充电；
S2:当主支路的储能元件电压与主支路的储能模块电压的差值小于预设值时，将主支路的储能模块接入主支路，并关断辅助预充电路；
S3:通过主支路提高母线电压，使得母线电压高于所有支路上的储能模块电压；
S4:当其他分支路的储能元件电压与其他分支路的储能模块电压的差值小于预设值时，将其他分支路的储能模块接入其他分支路。
通过采用上述技术方案，通过设置一条辅助预充电路对各条支路进行启动，降低了成本，而且可以使用多种类型和规格的电池接入，适用范围也更加广泛；在启动过程中实现充电电路的电流零冲击，电路更加安全可靠。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：各条所述支路与该支路的储能模块之间设有继电器，当支路的储能元件电压与支路的储能模块电压差值小于预设值时，闭合支路与储能模块之间的继电器。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述主支路上的辅助预充电路串联在主支路与主支路的储能模块之间，所述辅助预充电路与主支路的继电器并联。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述储能模块采用电池。
本发明目的二是提供一种适用于共逆变***的多路电池的启动电路，具有成本低，体积小的特点。
本发明的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：
一种适用于共逆变***的多路电池的启动电路，包括设置在每一条支路负载端的开关模块和用于检测该支路输出电压的传感器，以及设置在其中一条所述支路上的辅助预充电路，所述辅助预充电路与设置在该支路上的开关模块并联，所述辅助预充电路用于对各支路预充电，
所述传感器用于检测该支路的输出电压，当该支路输出电压与设置在该支路上的负载电压的差值小于设定值后，闭合支路开关模块并切断辅助预充电路。
通过采用上述技术方案，通过设置一条辅助预充电路对各条支路进行启动，降低了成本，而且可以使用多种类型和规格的电池接入，适用范围也更加广泛；在启动过程中实现充电电路的电流零冲击，电路更加安全可靠。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述开关模块为继电器。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述传感器为电压传感器或电流传感器。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述辅助预充电路包括依次串联的分压电阻、开关器件和保险器。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述开关器件为继电器。
本发明目的三是提供一种储能变流器，具有成本低，安全可靠的特点。
本发明的上述发明目的三是通过以下技术方案得以实现的：
一种储能变流器，包括如权利要求上述的种启动电路。
通过采用上述技术方案，实现成本低，电路简单，启动时实现零电流冲击。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.多支路减小每路功率管的电流承担压力，支路之间更分散，易于散热；
2.可以支持多种电池的接入，不同类型或者不同的电压；
3.任意支路实现预充即可，无需每条直流都增加预充电路。
附图说明
图1是本发明背景技术的电路图。
图2是本发明启动阶段一的示意图。
图3是本发明启动阶段二的示意图。
图4是本发明启动阶段三的示意图。
图5是本发明启动阶段四的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
本发明实施例提供一种适用于共逆变***的多路电池的启动电路，参照图2至图5，本文采用三条支路作为演示，支路采用Buck/Boost电路，分别为第一支路、第二支路和第三支路，实际应用中不仅限于三条支路，可以扩展为多支路。
每一条支路负载端均设有开关模块和用于检测该支路输出电压的传感器，其中，开关模块为继电器，传感器为电压传感器或电流传感器，本申请中采用电压传感器。
第一支路上设有辅助预充电路，辅助预充电路与设置在该支路上的开关模块并联，辅助预充电路用于防止该支路的输出电压对设置在该支路上的负载产生冲击，
传感器用于检测该支路的输出电压，当该支路输出电压与设置在该支路上的负载电压的差值小于设定值后，闭合支路开关模块并切断辅助预充电路。
辅助预充电路包括依次串联的分压电阻、开关器件和保险器，开关器件为继电器，通过继电器启闭辅助预充电路，分压电压分压避免电路过流烧坏电路，保险器采用保险丝，同时为了保障电路安全。
另外，在另一个实施例中，设置一个储能变流器，可包括上述的启动电路。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。
本发明实施例提供一种适用于共逆变***的多路电池的启动方法，本方法基于上述启动电路进行说明：
总体思路为：S1:通过主支路上的辅助预充电路对主支路的储能元件进行预充电，然后通过该辅助预充电路完成对其余分支路上的储能元件预充电；
S2:当主支路的储能元件电压与主支路的储能模块电压的差值小于预设值时，将主支路的储能模块接入主支路，并关断辅助预充电路；
S3:通过主支路提高母线电压，使得母线电压高于所有支路上的储能模块电压；
S4:当其他分支路的储能元件电压与其他分支路的储能模块电压的差值小于预设值时，将其他分支路的储能模块接入其他分支路。
以下对于具体步骤，针对于电路图进行详细说明，为方便理解，进行如下说明：主支路对应于第一支路，储能元件对应于与电容，储能模块对应于电池组，分支路对于与第二支路和第三支路。
参照图2，详解阶段1：闭合AUX-Relay继电器，即辅助预充电路闭合，第一组电池BAT1通过辅助预充电流的保险之Fuse、电阻R1、电流传感器HCTA1电感L1和BUCK/BOOST1到母线电容，C1C2C3并联，此时，BUCK/BOOST1支路的薄膜电容C1的电压和母线电压都等于第一支路电池的电压。
BUCK/BOOST2支路的薄膜电容C2和BUCK/BOOST3支路的薄膜电容C3由于电池继电器没有闭合，没有回路，电压都是为0。
参照图3，详解阶段2：开启BUCK/BOOST2和BUCK/BOOST3支路的环路，为C22、C33充电，每个环路的目标值为自身支路采样到的电池电压，目的是让主继电器的前后电压能够一致。
参照图4，详解阶段3：检测支路1的电容电压和电池电压的差值小于一定值后，闭合支路1主继电器，断开辅助预充电路，此时，Vbus＝Vbat1，然后第一支路开启BUS升压缓启；
同时，支路2&3的BUCK/BOOST2&3完成对各自主继电器的前后电压一致后，闭合自身继电器。
参照图5，详解阶段4：三条支路共同支撑母线，提升母线需要的逆变电压，一般为680-900V。

Claims (1)

1.一种启动方法，其特征在于，适用于共逆变***的多路电池的启动电路，包括主支路、多个分支路及与所述主支路连接的辅助预充电路，所述主支路和所述分支路皆包括储能模块、开关模块及BUCK/BOOST电路，所述储能模块的一端与所述开关模块的一端连接，所述开关模块的另一端与所述BUCK/BOOST电路的一端连接，所述BUCK/BOOST电路的另一端接入母线，所述辅助预充电路与所述主支路的开关模块并联；其中，所述储能模块为电池，所述开关模块为继电器；
所述主支路和所述分支路还包括用于检测其自身输出电压的传感器、并联在母线端的储能元件及支路电容，所述支路电容并联在所述BUCK/BOOST电路和所述开关模块之间，所述储能元件为薄膜电容；
所述方法步骤如下：
S1:通过主支路上的辅助预充电路对主支路的储能元件进行预充电，然后通过该辅助预充电路完成对其余分支路上的储能元件预充电；
S2:开启所述分支路的环路，为所述分支路的支路电容充电，每个环路的目标值为自身支路采样到的电池电压，使得所述主支路的继电器的前后电压能够一致；
S3: 当主支路的支路电容电压与主支路的储能模块电压的差值小于预设值时，闭合所述主支路的继电器，并关断辅助预充电路，所述主支路开启母线升压缓起；同时，所述分支路完成对其各自的继电器的前后电压一致后，闭合所述分支路的继电器；
S4: 所述主支路和所述分支路共同支撑母线，使得母线电压高于所有支路上的储能模块电压，以提升母线需要的逆变电压。
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