[发明专利]一种储能变流器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种储能变流器及其控制方法，包括斩波模块、逆变模块、检测电路和控制电路，斩波模块与直流储能单元连接，用于将直流储能单元输入的第一直流电转换为第二直流电输出给逆变模块，逆变模块与所述斩波模块连接，用于将所述斩波模块输出的第二直流电转换成第一交流电并输出给检测电路；本发明的变流器通过采集电量信息，对斩波电路和逆变电路进行电压电流、功率的闭环控制，最终得到符合要求的第二交流电，本变流器将斩波逆变部分主体紧凑有效的在一定空间内实现排布，通过引入最多四路直流单元，进行总体规划控制，充分实现对每路直流单元的优化控制，加大了变流器的总体容量，提高了每一路直流单元的使用寿命，增加了整个系统可靠性。

技术领域

本发明涉及一种变流器，其构造用于使直流电和交流电相互转换，直流电部分为储能电池，交流电部分为电网，实现交流系统与直流系统的能量双向流动。

背景技术

在分布式电网中，分布式储能与分布式发电要平稳接入电网且保证电网质量，需要接入变流器。对于分布式储能，尤其以蓄电池为主，需要设计实现变流器以充电和放电的形式与电网交换能量，用以对储能电池进行充、放电的控制与管理。

另外，在微电网中，由于分布式储能与分布式发电的大数量接入，容易引起电网电压波形畸变，引入多次谐波，对整个电网内电气设备造成影响，这时需要接入变流器一方面控制输出电压电流，一方面保证分布式环节可以正常有效工作。对于储能环节为蓄电池的变流器而言，能够可靠地运行在四个象限内，提高储能电池的循环寿命，减小体积体重，提高电能的利用效率一直是设计的目标，也是蓄电池储能变流器设计的难点。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种储能变流器及其控制方法(PCS)，设计出集成度高，易于维护且高效率的储能变流器。

为了实现上述目的，本发明采用的是技术方案是，一种储能变流器，包括斩波模块、逆变模块、检测电路和控制电路，其中：

所述斩波模块与直流储能单元连接，用于将直流储能单元输入的第一直流电转换为第二直流电输出给逆变模块；

所述逆变模块与所述斩波模块连接，用于将所述斩波模块输出的第二直流电转换成第一交流电并输出给检测电路；

所述检测电路分别与所述斩波模块和逆变模块连接，用于分别检测所述斩波模块和逆变模块的电路信息，所述电路信息包括电压和电流，即斩波模块和逆变模块的电压和电流；

所述控制电路分别与所述斩波模块、逆变模块和检测电路连接，用于根据接收到的第一直流电和第二直流电信息产生斩波控制信号，实现对斩波模块输出第二直流电的控制，且用于根据逆变模块输出的第一交流电电路信息产生逆变控制信号，以控制所述逆变模块产生需要的第二交流电，逆变模块产生第二交流电输出给电网。

所述斩波模块包括四路直流变换电路、缓起电路、四路蓄电池支撑电容、四路升压电感四路蓄电池升压支撑电容及母线稳压电容，其中：

所述四路直流变换电路，用于将接入的第一电压转换到输入到逆变电路的第二电压，其中四路斩波电路的输出并联共同维持母线电压；

缓起电路，包括接触器和缓起电阻，用于蓄电池启动环节，避免启动电流过大造成蓄电池寿命缩短；

四路蓄电池支撑电容，用于维持四路接入第一电压恒定，较少电压波动；

四路升压电感，用于将第一电压转换到第二电压，与IGBT开关电路构成boost升压电路；每个升压电路需要两个IGBT开关，构成半桥电路，其中每个上桥臂IGBT的阴极为斩波电路输出正极，每个下桥臂IGBT的阳极为斩波电路输出负极；

四路蓄电池升压支撑电容及母线稳压电容，用于维持第二电压稳定；

对于斩波模块的电量检测电路，包括每一路蓄电池的第一电压检测电路，升压电感的电流检测电路，母线电容的电压检测电路：