[发明专利]一种有源电网回馈式电池放电装置

说明书

技术领域

本发明属于直流电源系统技术领域，尤其涉及一种有源电网回馈式电池放电装置。

背景技术

在国家推进节能减排和绿色制造大背景下，节能减排成为各行各业提及频率最高的词汇。电力行业作为耗能与排污的重点领域，面临着巨大的环保压力，其转换效率的高低和污染控制的好坏，对资源和环境都产生重要影响。有源逆变将直流电能转变为交流电能并反馈回电网中，可实现能源的回收和再利用，在建设节约型社会的背景下得到了广泛的应用。

蓄电池是直流电源系统重要的组成部分。它作为直流供电电源，为电力系统中二次系统负载提供安全、稳定、可靠的电力保障，确保继电保护、通讯设备的正常运行。因此，蓄电池的稳定性和放电过程中能提供给负载的实际容量，对确保电力设备的安全运行具有十分重要的意义。

合理使用和维护蓄电池，使之保持在良好的运行状态，这是延长电池寿命和提高直流操作电源可靠性的关键。蓄电池经过一段的使用后，常易因活性物质脱落，极栅腐蚀或极板变形，硫化等使容量降低，甚至失效。为了活化电池和测量电池的容量，必须定期进行放电实验。

采用电阻放电的装置成本低，结构简单，但体积笨重，发红发热，温升高，有火灾隐患，技术上也不能满足电池恒流放电以测量容量的需要。利用PTC热敏电阻代替电阻浪费能源，不满足绿色环保的要求。因此将蓄电池能量回馈电网无疑是理想解决方案。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种有源电网回馈式电池放电装置，使蓄电池能量回馈电网，无热量，安全可靠。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种有源电网回馈式电池放电装置，包括控制电路、电感、电容构成的低通滤波通道，IGBT模块组成H桥逆变装置，电感和变压器组成的隔离输出装置，低通滤波通道与H桥逆变装置相连，H桥逆变装置与隔离输出装置相连，蓄电池通过低通滤波通道进行滤波，由控制电路控制H桥逆变装置，使经过滤波后的蓄电池电流为正弦波，再经电感和变压器滤波后隔离输出，回馈到电网。

所述的电路原理结构为：蓄电池正极与电感L1一端连接，电感L1另一端与电容C1正极、电感L2一端、IGBT1正极、IGBT3正极相连接，IGBT1负极与IGBT2正极、电感Ls一端相连，电感Ls另一端与隔离变压器Us相连，IGBT3负极与隔离变压器Us、IGBT4正极相连，电感L2另一端与电容C2正极相连，蓄电池负极与电容C1负极、电容C2负极、IGBT2负极、IGBT4负极相连。

所述的控制电路包括MCU控制器、IGBT驱动模块、HMI人机界面、RS485接口，MCU控制器与IGBT驱动模块、HMI人机界面、RS485接口相连接，MCU控制器与蓄电池连接，以检测蓄电池放电的直流电压和电流；MCU控制器与隔离输出装置相连接，以检测交流电压和电流；MCU控制器通过控制IGBT驱动模块驱动IGBT模块，使经过低通滤波通道滤波后的蓄电池电流为正弦波，再经隔离输出装置输出，回馈到电网。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)采用高频PWM整流技术，电池能量回馈电网，无热量，安全可靠。

2)放电过程自动控制，可以完全无人值守。

3)注入电网的电流为正弦波，装置对电网无谐波污染。

4)蓄电池放电为恒流放电，能精确计算蓄电池组放电容量。

5)放电终止条件可选择电池低电压，累计容量，持续时间等。

6)通过HMI人机界面实现中文显示、设置放电参数及工作状态，100组数据记录。

7)具备交流短路保护功能，可靠性高，对电网无冲击。

8)提供RS485标准通讯接口。

附图说明

图1是本发明的主回路原理图。

图2是控制电路结构示意图。

图3是本发明系统控制原理图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。

见图1-图3，一种有源电网回馈式电池放电装置，包括控制电路、电感、电容构成的低通滤波通道，能减小直流母线的电压和电流高频脉动。IGBT模块组成H桥逆变装置，电感和变压器组成的隔离输出装置，低通滤波通道与H桥逆变装置相连，H桥逆变装置与隔离输出装置相连，蓄电池通过低通滤波通道进行滤波，由控制电路控制H桥逆变装置，使经过滤波后的蓄电池电流为正弦波，再经电感和变压器滤波后隔离输出，回馈到电网。