[发明专利]一种MW级蓄电池组双向充放电系统

说明书

本发明公开了一种MW级蓄电池组双向充放电系统，包括控制单元和并联的N个相同的PWM双向充放电整流单元，N为正整数；控制单元与并联的N个相同的PWM双向充放电整流单元通信连接；每个PWM双向充放电整流单元包括1个三相桥式PWM整流/逆变子单元和并联运行的4个双向DC/DC隔离型整流/逆变子单元；三相桥式PWM整流/逆变子单元通过直流母线与并联运行的4个双向DC/DC隔离型整流/逆变子单元串联，本发明既能对大功率蓄电池组整体充电整体放电，且充电、放电可编程多次循环，充电时由电网取电向蓄电池组整体充电，放电时蓄电池组整体的化学能转换为电能，能量通过转换装置回馈电网。

技术领域

本发明涉及蓄电池充放电技术领域，具体涉及一种MW级蓄电池组双向充放电系统。

背景技术

蓄电池组是大型船舶系统控制电源的重要组成单元，蓄电池组在使用一定时间后，必须对蓄电池组进行充放电活化处理，使其蓄电池组能够始终保持其容量和放电能力。按照大型船舶蓄电池组的检修维护规程要求，在一定时间内，须对蓄电池组进行深度充电和放电，并进行多次循环充电和放电，达到对蓄电池组活化处理的目的。大型船舶蓄电池组因其容量特别巨大，在对蓄电池组进行活化处理恢复其容量时，需要对其进行大电流充电和放电，充放电功率容量特别巨大。

目前大型船舶蓄电池组的充电系统主要是通过岸电电源(AC380V/50V或10KV/50HZ)交流供电，采用三相桥式六脉波晶闸管整流或双三相桥式12脉波晶闸管整流变换技术整流后，经L/C滤波后对蓄电池组进行充电，虽然可以满足大型船舶蓄电池组的充电要求，但由于晶闸管整流技术属于移相控制技术，普遍存在整流器功率因数低，转换效率低的问题。通常情况下，在整流器输出电压运行在额定工作电压以下时，功率因数达不到0.9以上，转换效率也远小于85％。采用这种由晶闸管功率器件所构建的晶闸管充电整流装置在蓄电池组活化放电时，充电整流器无法将蓄电池组所存储的电化学能回馈到电网，只能通过接入的放电电阻器将电化学能转换为热能，一方面蓄电池组放电能量未能得到有效的利用，另一方面无法实现蓄电池组恒流放电过程控制，对蓄电池活化处理效果也较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：一方面，现有晶闸管整流充电系统为晶闸管整流充电整流系统，由于晶闸管整流技术的整流方式是相控整流，系统输出功率因数较低，转换效率较低；另一方面，现有蓄电池组充电系统无法将蓄电池组所存储的电化学能回馈到电网，只能通过接入的放电电阻器将电化学能转换为热能，能量未能得到有效的利用，且无法实现蓄电池组放电过程的恒流控制，对蓄电池活化处理效果也较差。本发明提供了解决上述问题的一种MW级蓄电池组双向充放电系统，蓄电池组放电可回馈到交流电网，对电网不造成污染，实现了能源的高效利用，充电时，可实现全功率段功率因数达到0.99。

本发明通过下述技术方案实现：

一种MW级蓄电池组双向充放电系统，包括控制单元和并联的N个相同的100KW PWM双向充放电整流单元，N为正整数；所述控制单元与所述并联的N个相同的100KW PWM双向充放电整流单元通信连接；

每个所述100KW PWM双向充放电整流单元均包括1个100KW的三相桥式PWM整流/逆变子单元和并联运行的4个25KW双向DC/DC隔离型整流/逆变子单元；

所述三相桥式PWM整流/逆变子单元通过直流母线与所述并联运行的4个25KW双向DC/DC隔离型整流/逆变子单元串联。

一方面，现有船舶岸电充电系统为晶闸管整流充电整流系统，由于晶闸管整流系统属于相控整流方式，晶闸管充电整流系统输出功率因数较低，转换效率较低；另一方面，现有船舶岸电充电系统无法将蓄电池组所存储的电化学能回馈到电网，只能通过接入的放电电阻器将电化学能转换为热能，蓄电池组放电时能量未能得到有效的利用，且无法实现蓄电池组放电过程的恒流控制，对蓄电池活化处理效果也较差。