CN103516027B - 一种抑制直流电源系统谐振的方法及系统 - Google Patents
一种抑制直流电源系统谐振的方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103516027B CN103516027B CN201310480446.4A CN201310480446A CN103516027B CN 103516027 B CN103516027 B CN 103516027B CN 201310480446 A CN201310480446 A CN 201310480446A CN 103516027 B CN103516027 B CN 103516027B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- charger
- battery pack
- resonance
- series reactor
- power system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 13
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 claims description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000013501 data transformation Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本发明涉及一种抑制直流电源系统谐振的方法，其特征在于：提供一串联电抗器设置于直流充电器和电池组之间，将谐振点控制在不发生交流分量的频率范围内。本发明以较小的投资提高直流电源系统运行的可靠性及稳定性、同时很好地解决汽车电池等民用产品的使用寿命问题，对电动汽车的推广起决定性的促进作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种抑制直流电源系统谐振的方法及系统，适用于直流充电器带电池组充电运行的直流电源系统。
背景技术
长期以来困扰电力系统变电站直流系统和48V通讯直流电源正常运行的最大问题是蓄电池极易损坏。现有高频开关电源型直流充电器均采用直接带电池组充电方式运行，如图1所示；在直流充电器带蓄电池组运行发生谐振的情况下，蓄电池会快速损坏。在运行人员尚未及时发现蓄电池损坏也未来得及更换或采取临时措施情况下，蓄电池组处于开路状态，一旦发生事故开关将无法动作切除故障，造成继电保护装置越级动作扩大事故。对于电网变电站而言，更换一组蓄电池并不需要太大投资，因此蓄电池组的损坏虽然可能造成事故，但不会构成变电站运营成本的大幅上升。但是，电动汽车是民用产品；对于给大量汽车电池充电的充电站而言，若充电不当造成电池寿命缩短将会造成电动汽车的营运成本上升。若电动汽车的营运成本高于其它燃油车辆，将无法持续发展。
在目前福建省网内大型电厂中已经投运的UPS直流蓄电池也普遍寿命偏短，为了提高蓄电池的使用寿命，电厂选用UPS专用蓄电池。这种专用蓄电池价格是普通铅酸蓄电池价格的3倍以上。并且，UPS专用蓄电池的交流阻抗值比普通阀控式蓄电池大得多，但直流内阻却与普通阀控式蓄电池一样甚至更低。由于蓄电池阻抗呈容性，若在直流系统中运行，这种蓄电池可以抬高谐振频率到5000Hz以上。而多数高频开关电源直流充电器直流侧的交流分量不超过5000Hz。但是，抬高谐振频率意味这增大了直流系统与周围环境电磁波辐射谐振的风险。
以往直流系统的蓄电池快速损坏，多数情况是由于直流充电器产生的谐波或高频交流电流分量造成的，经常发生充电器和蓄电池组之间的振荡而造成蓄电池发热损坏。从电气元件的特性而言，电池组在直流条件下是个直流电源；在交流条件下相当于电容器，但电容值可能不固定，受运行环境影响及运行时间长短有所变化。而且，不同型号的电池电容值差别巨大。对于交流阻抗低的电池组，直流充电器输出电压中若含有较小的交流电压分量，将会在电池组造成很大的交流电流分量，导致电池组发热损坏。现有高频开关电源直流充电器虽然比相控型直流充电器特性大幅度改善，但由于电子类产品本身存在运行不稳定和容易受干扰等原因，交流分量对电池组的危害不可避免。而且目前省网内直流系统已经全部采用高频开关电源直流充电器，但电池组的寿命仍然很不理想。而且，因为汽车电池组型号不可能完全统一，且新旧程度也不同，因此蓄电池的交流阻抗差别很大，在大电流充电条件下极易产生振荡。对于给大量汽车电池的专用充电站，很容易发生充电不善造成汽车电池寿命缩短。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种抑制直流电源系统谐振的方法及系统。
本发明采用以下方案实现：一种抑制直流电源系统谐振的方法，其特征在于：提供一串联电抗器设置于直流充电器和电池组之间，将谐振点控制在不发生交流分量的频率范围内。
在本发明一实施例中，还提供一电解电容，所述电解电容与所述电池组并联。
本发明还提供一种抑制直流电源系统谐振的系统，其特征在于：包括一直流充电器、一串联电抗器和一电池组；所述直流充电器的正极串联所述串联电抗器后连接所述电池组的正极，所述直流充电器的负极连接所述电池组的负极。
在本发明一实施例中，还包括一电解电容，所述电解电容与所述电池组并联。
本发明在直流充电器和电池组之间的直流电路中用电感、电容元件将谐振点控制在不可能发生交流分量的区域；以较小的投资提高直流电源系统运行的可靠性及稳定性、同时很好地解决汽车电池等民用产品的使用寿命问题，对电动汽车的推广起决定性的促进作用。此外，在电网变电站及大型电厂直流系统运行不稳定、蓄电池容易损坏的情况下，本发明的应用将会彻底改善直流系统及蓄电池组的运行状况。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1是现有直流充电器和电池组接线图。
图2是本发明装设串联电抗器接线图。
图3是本发明装设串联电抗器且并联电解电容接线图。
具体实施方式
本发明提供一种抑制直流电源系统谐振的方法，提供一串联电抗器设置于直流充电器和电池组之间，将谐振点控制在不发生交流分量的频率范围内。优选的，还提供一电解电容，所述电解电容与所述电池组并联。
如图2所示，本发明还提供一种抑制直流电源系统谐振的系统，包括一直流充电器、一串联电抗器和一电池组；所述直流充电器的正极串联所述串联电抗器后连接所述电池组的正极，所述直流充电器的负极连接所述电池组的负极。
如图3所示，包括一直流充电器、一串联电抗器和一电池组；所述直流充电器的正极串联所述串联电抗器后连接所述电池组的正极，所述直流充电器的负极连接所述电池组的负极；还包括一电解电容，所述电解电容与所述电池组并联，有利于选择串联电抗器参数。
串联电抗器的参数选择与电池组的交流阻抗特性有很大关系，但电池组的交流阻抗随频率变化和电压的不同有较大的变化范围；尤其是在电池组随时间推移的逐渐老化的过程中，交流阻抗是逐渐增大的。在电池组上并联电解电容可以将交流阻抗特性控制在一定范围内，即使电池组损坏开路，电解电容的阻抗值是不会变化的。
直流充电器给电池组充电时必须满足稳流精度、稳压精度和纹波系数等主要技术指标要求；当充电器与蓄电池组构成谐振时，上述三个主要技术指标至少有一个技术指标不合格。为了避免谐振发生，必须在充电器直流侧采取抑制谐振的技术措施。进行这一设计技术措施的关键是测取蓄电池组交流阻抗特性。
交流阻抗-频率变化曲线测试：
交流电压幅值不变的条件下，改变交流试验电源频率，测量不同频率下的（蓄）电池组电压、电流值，可直接进行计算统计生成各种曲线和数据表格。若交流试验电源和测量仪器具有程控和数据传输功能，可通过微机控制进行扫频测量。试验仪器自动将不同频率下的蓄电池组电压、电流值测试数据传输给微机，经微机计算出阻抗值后将不同频率下的数据进行统计处理，生成各种曲线和数据表格。
交流阻抗-电压变化曲线测试：
交流电压频率不变的条件下，改变交流试验电源电压幅值，测量同频率下的蓄电池组电压、电流值，可直接进行计算统计生成各种曲线和数据表格。若交流试验电源和测量仪器具有程控和数据传输功能，可通过微机控制进行改变电压测量。试验仪器自动将不同电源电压下的蓄电池组电压、电流值测试数据传输给微机，经微机计算出阻抗值后将不同电源电压下的数据进行统计处理，生成各种曲线和数据表格。
随时间变化的交流阻抗特性曲线测试：
将不同时间测量的交流阻抗-频率变化曲线进行统计汇总，生成汇总曲线。以便直接对照交流阻抗随时间的变化过程，将原始数据直观化。将不同时间测量的交流阻抗-电压变化曲线进行统计汇总，生成汇总曲线。以便直接对照交流阻抗随时间的变化过程，将原始数据直观化。
在充电器和电池组之间装设串联电抗器的参数决定于电池组的交流阻抗特性随电压、频率的变化范围和随时间变化的范围。根据充电器的具体输出特性，将装设串联电抗器之后的谐振点控制在没有交流分量的频率范围内。例如，因蓄电池的阻抗特性呈容性，将串联电抗器电抗值的选择按控制回路谐振点在50Hz以下确定，直流系统中不可能有50Hz以下的交流分量。
在电池组交流阻抗特性变化范围过大，单纯装设串联电抗器仍不能很好控制谐振点的情况下，在电池组上并联电解电容控制交流阻抗参数。这样可以更好地控制谐振点的频率范围，易于选择串联电抗器参数。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种抑制直流电源系统谐振的方法，其特征在于：提供一抑制直流电源系统谐振的系统，所述抑制直流电源系统谐振的系统包括一直流充电器、一串联电抗器和一电池组；所述直流充电器的正极串联所述串联电抗器后连接所述电池组的正极，所述直流充电器的负极连接所述电池组的负极；还包括一电解电容，所述电解电容与所述电池组并联；在直流充电器和电池组之间装设串联电抗器的参数决定于电池组的交流阻抗特性随电压、频率的变化范围和随时间变化的范围；根据充电器的具体输出特性，将装设串联电抗器之后的谐振点控制在不发生交流分量的频率范围内；在电池组上并联电解电容将交流阻抗特性控制在一定范围内；所述直流充电器为高频开关电源直流充电器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310480446.4A CN103516027B (zh) | 2013-10-15 | 2013-10-15 | 一种抑制直流电源系统谐振的方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310480446.4A CN103516027B (zh) | 2013-10-15 | 2013-10-15 | 一种抑制直流电源系统谐振的方法及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103516027A CN103516027A (zh) | 2014-01-15 |
| CN103516027B true CN103516027B (zh) | 2016-03-09 |
Family
ID=49898286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310480446.4A Active CN103516027B (zh) | 2013-10-15 | 2013-10-15 | 一种抑制直流电源系统谐振的方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103516027B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104638634B (zh) * | 2015-03-06 | 2017-02-01 | 国网浙江省电力公司电力科学研究院 | 主从模式下基于带通滤波器的直流微电网振荡抑制方法 |
| CN104821597A (zh) * | 2015-05-08 | 2015-08-05 | 无锡上能新能源有限公司 | 抑制光伏电站系统并网振荡的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0853372A1 (en) * | 1996-12-24 | 1998-07-15 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Power supply circuit |
| CN202142879U (zh) * | 2011-06-07 | 2012-02-08 | 天宝电子（惠州）有限公司 | 一种电动汽车车载充电系统 |
| CN202524580U (zh) * | 2012-01-17 | 2012-11-07 | 深圳麦格米特电气股份有限公司 | 一种电磁炉单管谐振电路 |
-
2013
- 2013-10-15 CN CN201310480446.4A patent/CN103516027B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0853372A1 (en) * | 1996-12-24 | 1998-07-15 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Power supply circuit |
| CN202142879U (zh) * | 2011-06-07 | 2012-02-08 | 天宝电子（惠州）有限公司 | 一种电动汽车车载充电系统 |
| CN202524580U (zh) * | 2012-01-17 | 2012-11-07 | 深圳麦格米特电气股份有限公司 | 一种电磁炉单管谐振电路 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 工厂供电系统谐波谐振的抑制;王莉娜;《电力系统自动化》;20011025;第25卷(第20期);第41-44页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103516027A (zh) | 2014-01-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cultura et al. | Modeling, evaluation and simulation of a supercapacitor module for energy storage application | |
| CN102262201B (zh) | 架空配电线路的故障检测方法和系统 | |
| CN103840225A (zh) | 一种锂离子电池的筛选方法 | |
| CN103529394B (zh) | 一种储能系统容量检测装置及方法 | |
| Liu et al. | Self-adaptation control of second-life battery energy storage system based on cascaded H-bridge converter | |
| CN102751790A (zh) | 基于太阳能光伏系统中超级电容混合储能系统 | |
| CN202309117U (zh) | 一种蓄电池组均衡系统 | |
| CN104901326A (zh) | 控制棒驱动机构静态电源系统及其储能系统及其供电方法 | |
| Lezynski et al. | Design and implementation of a fully controllable cyber-physical system for testing energy storage systems | |
| CN103516027B (zh) | 一种抑制直流电源系统谐振的方法及系统 | |
| CN104198953B (zh) | 电动汽车充放电装置双向运行测试系统及方法 | |
| KR20110047928A (ko) | 슈퍼 커패시터 성능 평가 방법 및 슈퍼 커패시터 성능 평가를 위한 파라미터 측정 장치. | |
| Mihailescu et al. | Hybrid supercapacitor-battery electric system with low electromagnetic emissions for automotive applications | |
| CN203423490U (zh) | Z源并联有源电力滤波器 | |
| Yoshida et al. | Mitigating fluctuation of wind turbine power generation system by introduction of electrical energy storage with combined use of EDLC and Lead Acid Storage Battery | |
| CN208937682U (zh) | 锂电储能备电系统高压绝缘检测电路 | |
| CN202405783U (zh) | 兼具ups和有源电力滤波器功能的功率变换器 | |
| CN202334336U (zh) | 一种有源电子式互感器供电电源 | |
| Sinkaram et al. | Capacity study of lithium ion battery for hybrid electrical vehicle (HEV) a simulation approach | |
| CN103595089B (zh) | 一种电动车辆电路抑制谐振的方法及系统 | |
| CN106849128A (zh) | 柴油发电机组的功率补偿系统 | |
| Yin et al. | The resonance phenomenon and analysis of electric vehicle charging station | |
| CN105223511A (zh) | 一种用于风储接入系统的测试方法 | |
| CN202495806U (zh) | 一种配电综合监控装置 | |
| CN111478398A (zh) | 镍氢电池的直流屏充电管理系统及充电截止方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |