CN218678827U - 一种储能变流器和光储*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种储能变流器和光储***，包括包括隔离变压器、滤波器、功率开关器件和控制器，隔离变压器通过三相开关与电网连接并通过三相断路器与滤波器连接，功率开关器件与滤波器连接并通过直流断路器与储能电池连接，控制器与功率开关器件连接；控制器包括处理中心、交流检测模块和直流检测模块，交流检测模块采集三相交流电流的电压和电流参数，并通过第一信号调理电路与处理中心连接，直流检测模块采集直流断路器处的电压和电流参数，并通过第二信号调理电路与处理中心连接。储能变流器采用PWM调制技术，通过控制变流桥开关管实现电能变换，配合滤波器对网侧大量开关频率处的高次谐波进行滤除，提高网侧电能质量。

Description

一种储能变流器和光储***

技术领域

本实用新型涉及储能变流器技术领域，尤其涉及一种储能变流器和光储***。

背景技术

储能变流器作为储能***直流侧与交流母线侧的连接桥梁，实现储能***电能的吸收和释放，通过电能的双向流动实现并网充放电和离网放电功能。当储能变流器在放电模式时，变流器把直流侧电能变换稳定的、谐波含量少的交流电流，通过母线向负载提供电能或者反馈电网；当储能变流器在充电模式时，变流器把母线交流电能变换成稳定的直流电能给电池充电。

在电能变换过程中，储能变流器的变流桥输出电流中包含有大量的高次谐波，若将含有大量高次谐波的电流并入电网，会严重降低网侧电网的电能质量，严重时会导致用电设备损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对现有技术中存在的缺陷提供一种储能变流器和光储***。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种储能变流器和光储***，包括：隔离变压器、滤波器、功率开关器件和控制器，所述隔离变压器通过三相开关与电网连接并通过三相断路器与所述滤波器连接，所述功率开关器件与所述滤波器连接并通过直流断路器与储能电池连接，所述控制器与所述功率开关器件连接；

所述控制器包括处理中心、交流检测模块和直流检测模块，所述交流检测模块采集三相交流电流的电压和电流参数，并通过第一信号调理电路与所述处理中心连接，所述直流检测模块采集所述直流断路器处的电压和电流参数，并通过第二信号调理电路与所述处理中心连接。

进一步的，所述滤波器采用LCL型滤波器，包括变流侧电感、网侧电感和滤波电容，所述网侧电感靠近所述电网设置，所述变流侧电感与所述网侧电感串联，所述滤波电容并联接入所述变流侧电感与所述网侧电感之间。

进一步的，在所述滤波电容处串联有阻尼电阻。

进一步的，所述交流检测模块采用霍尔传感器，所述霍尔传感器将采集到的电压信号依次通过低通滤波器、电压跟随和偏置电路后输入所述处理中心。

进一步的，所述处理中心与所述功率开关器件连接，并通过SVPWM算法调制输出驱动脉冲控制所述功率开关器件切换开关模式。

一种光储***，其特征在于，包括光伏阵列、光伏逆变器、直流母线、本地负载、储能电池和上述储能变流器，所述直流母线通过并网开关与所述直流母线连接，所述光伏阵列通过所述光伏逆变器与所述直流母线连接，所述储能电池通过所述储能变流器与所述直流母线连接，所述本地负载与所述储能电池并联设置。

本实用新型的有益效果为：

在本申请中，储能变流器采用PWM调制技术，通过控制变流桥开关管实现电能变换，配合滤波器对网侧大量开关频率处的高次谐波进行滤除，提高网侧电能质量；

通过在设有滤波电容的支路上串联一个阻尼电阻，抑制滤波器开关频率处的谐振尖峰，使滤波***运行更加稳定，成本低且结构简单。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中储能变流器的结构框架示意图；

图2为本实用新型中LCL型滤波器的结构示意图；

图3为本实用新型中光储***的框架示意图。

附图标记：1、隔离变压器；2、滤波器；21、变流侧电感；22、网侧电感；23、滤波电容；24、阻尼电阻；3、功率开关器件；4、控制器；41、处理中心；42、交流检测模块；43、直流检测模块；44、第一信号调理电路；45、第二信号调理电路；5、三相开关；6、三相断路器；7、电网；71、光伏阵列；72、光伏逆变器；73、直流母线；74、本地负载；75、储能电池；8、直流断路器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一 个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元 件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用 的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目 的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图3所示的一种储能变流器和光储***，包括隔离变压器1、滤波器2、功率开关器件3和控制器4，隔离变压器1通过三相开关5与电网7连接并通过三相断路器6与滤波器2连接，功率开关器件3与滤波器2连接并通过直流断路器8与储能电池75连接，控制器4与功率开关器件3连接；控制器4包括处理中心41、交流检测模块42和直流检测模块43，交流检测模块42采集三相交流电流的电压和电流参数，并通过第一信号调理电路44与处理中心41连接，直流检测模块43采集直流断路器8处的电压和电流参数，并通过第二信号调理电路45与处理中心41连接。

在本申请中，储能变流器采用PWM调制技术，通过控制变流桥开关管实现电能变换，配合滤波器2对网侧大量开关频率处的高次谐波进行滤除，提高网侧电能质量；隔离变压器1能够在电网7发生故障时对储能变流器起到保护作用。

相较于传统的L型滤波器2，在本实施例中采用LCL型滤波器2，包括变流侧电感、网侧电感22和滤波电容23，网侧电感22靠近电网7设置，变流侧电感21与网侧电感22串联，滤波电容23并联接入变流侧电感21与网侧电感22之间。增设的滤波电容23支路能对高频谐波进行有效衰减，减少并网电流的谐波畸变率，提高电能质量。

进一步的，在滤波电容23处串联有阻尼电阻24。LCL型滤波器2电感体积小，质量轻，且***的动态响应速度快，损耗低，但是存在一个谐振尖峰。通过在设有滤波电容23的支路上串联一个阻尼电阻24，抑制滤波器2开关频率处的谐振尖峰，使滤波***运行更加稳定，成本低且结构简单。

在本实施例中，交流检测模块42采用霍尔传感器，霍尔传感器将采集到的电压信号依次通过低通滤波器2、电压跟随和偏置电路后输入处理中心41。电网7电路的电压幅值较大，需要经过霍尔传感器变成小幅值信号，以适应处理中心41中A/D转换模块，霍尔传感器采集的小幅信号会伴随负值或者较多高次谐波信号，因此通过设置低通滤波器2、电压跟随和偏置电路将电压信号稳定再0-3V内传入处理中心41的A/D通道。

本申请采用AC/DC储能变流器作为储能***直流侧与交流母线侧的连接桥梁，通过交流检测模块42和直流检测模块43分别采集储能变流器交流侧和直流侧的电流参数，通过处理中心41计算出各处功率以及储能***的调节电流或者电压信号，将功率控制转换为电流或者电压控制，处理中心41与功率开关器件3连接，并通过SVPWM算法调制输出驱动脉冲控制功率开关器件3切换开关模式。

在本申请中，还公开了一种光储***包括光伏阵列71、光伏逆变器72、直流母线73、本地负载74、储能电池75和上述储能变流器，直流母线73通过并网开关与直流母线73连接，光伏阵列71通过光伏逆变器72与直流母线73连接，储能电池75通过储能变流器与直流母线73连接，本地负载74与储能电池75并联设置。

在并网状态下，储能变流器根据实际情况工作在放电模式或者充电模式，具体根据计算得到的光伏阵列71输出功率、储能电池75的放电功率和本地负载74消耗功率的实际情况判断。

当光伏阵列71的输出功率与储能电池75的放电功率之和小于本地负载74功率时，此时光储***需要从电网7吸收电能维持负荷功率需求；当电网7正常运行且光伏阵列71、储能电池75和本地负载74三者之间达到功率内部平衡，不存在向电网7吸收或馈送能量时，储能变流器可以工作在放电状态，也可以工作在充电状态；具体的，当光伏阵列71正常发电能够满足本地负载74功率消耗且有多余功率，则对储能电池75充电；当光伏阵列71不能满足本地负载74功率需求，储能电池75放电。

本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种储能变流器，其特征在于，包括：隔离变压器(1)、滤波器(2)、功率开关器件(3)和控制器(4)，所述隔离变压器(1)通过三相开关(5)与电网(7)连接并通过三相断路器(6)与所述滤波器(2)连接，所述功率开关器件(3)与所述滤波器(2)连接并通过直流断路器(8)与储能电池(75)连接，所述控制器(4)与所述功率开关器件(3)连接；

所述控制器(4)包括处理中心(41)、交流检测模块(42)和直流检测模块(43)，所述交流检测模块(42)采集三相交流电流的电压和电流参数，并通过第一信号调理电路(44)与所述处理中心(41)连接，所述直流检测模块(43)采集所述直流断路器(8)处的电压和电流参数，并通过第二信号调理电路(45)与所述处理中心(41)连接。

2.根据权利要求1所述的储能变流器，其特征在于，所述滤波器(2)采用LCL型滤波器(2)，包括变流侧电感(21)、网侧电感(22)和滤波电容(23)，所述网侧电感(22)靠近所述电网(7)设置，所述变流侧电感(21)与所述网侧电感(22)串联，所述滤波电容(23)并联接入所述变流侧电感(21)与所述网侧电感(22)之间。

3.根据权利要求2所述的储能变流器，其特征在于，在所述滤波电容(23)处串联有阻尼电阻(24)。

4.根据权利要求1所述的储能变流器，其特征在于，所述交流检测模块(42)采用霍尔传感器，所述霍尔传感器将采集到的电压信号依次通过低通滤波器(2)、电压跟随和偏置电路后输入所述处理中心(41)。

5.根据权利要求1所述的储能变流器，其特征在于，所述处理中心(41)与所述功率开关器件(3)连接，并通过SVPWM算法调制输出驱动脉冲控制所述功率开关器件(3)切换开关模式。

6.一种光储***，其特征在于，包括光伏阵列(71)、光伏逆变器(72)、直流母线(73)、本地负载(74)、储能电池(75)和上述权利要求1~5任一项所述的储能变流器，所述直流母线(73)通过并网开关与所述直流母线(73)连接，所述光伏阵列(71)通过所述光伏逆变器(72)与所述直流母线(73)连接，所述储能电池(75)通过所述储能变流器与所述直流母线(73)连接，所述本地负载(74)与所述储能电池(75)并联设置。

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