CN110277792B - 一种混合型储能逆变电源及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合型储能逆变电源，包括新能源发电管理模块；所述新能源发电管理模块实现对直流发电输入的管理控制，其输出端为直流母线；一储能电路模块能实现电能双向流动管理；所述储能电路模块的输入端与直流母线端相连接；一模式切换控制模块能实现交流输出、直流输出的切换控制，所述模式切换控制模块的输入端连接直流母线，所述模式切换控制模块的输出端分别连接交直流输出模块的双向逆变交流输出电路和双向直流输出电路；所述控制模块分别与新能源发电管理模块、储能电路模块、模式切换控制模块电连接，实现控制管理；所述的混合型储能逆变电源的控制方法能实现不同的工作方式，满足不同能源输入和交直流系统的工作场景应用需求。

Description

一种混合型储能逆变电源及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种储能逆变电源的改进，特别是一种既可以满足常规电网的交流配用电的需求，也可以适应纯直流供电系统的应用的混合储能逆变电源及其控制方法。

背景技术

新能源发电作为清洁能源，是未来能源利用的重要形式和方向。太阳能作为一种重要的新能源应用规模越来越大，在供电系统中的占比也越来越高；此外由于太阳能能源受太阳光照等外部环境影响较大，发电输出存在波动，如果大规模的接入电网，会对电网会造成一定的冲击和影响；采用储能系统可以平抑太阳能等新能源发电的波形性，实现能源的稳定供应，还可以实现削峰填谷应用等；在储能系统中，储能逆变器是关键的核心装备，也是实现电能变换管理的重要设备，在现有的储能逆变电源系统中，多数采用直流储能、交流输出的架构模式；随着直流配用电系统的发展，常规架构的储能逆变电源系统难以满足直流配用电的使用需求。

为此，我们研发了一种既可以满足常规电网的交流配用电的需求，也可以适应纯直流供电系统的应用的混合储能逆变电源及其控制方法。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种既可以满足常规电网的交流配用电的需求，也可以适应纯直流供电系统的应用的混合储能逆变电源及其控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种混合型储能逆变电源，包括新能源发电管理模块、储能电路模块、模式切换控制模块、交直流输出模块和控制模块；所述新能源发电管理模块由防反接电路和升压电路组成，实现对直流发电输入的管理控制，所述防反接电路由整流电路组成，所述防反接电路的输入端接新能源发电输出端接口，所述防反接电路的输出端直接与升压电路相连接，所述升压电路由对应的控制信号进行调节控制实现高效率电能变换，所述升压电路的输出端为直流母线；所述储能电路模块由隔离型的双向电路组成，能实现电能双向流动管理；所述储能电路模块的输入端与新能源发电管理模块输出端的直流母线相连接，所述储能电路模块的输出端通过储能系统接口与储能系统相连接；所述模式切换控制模块由控制开关单元组成，可以实现交流输出、直流输出的切换控制，所述模式切换控制模块的输入端连接直流母线，所述模式切换控制模块的输出端分别连接交直流输出模块的双向逆变交流输出电路和双向直流输出电路；所述交直流输出模块由双向逆变交流输出电路和双向直流输出电路组成，其中双向逆变交流输出电路实现交流输出，双向直流输出电路实现直流输出，所述交直流输出模块的输出端与输出端口相连接；所述控制模块分别与新能源发电管理模块、储能电路模块、模式切换控制模块电连接，实现对整个混合型储能逆变电源的控制管理。

优选的，所述的混合型储能逆变电源的控制方法，包含以下步骤：

步骤1：控制模块设定能源输入类型、储能模式和工作模式，其中混合型储能逆变电源的能源输入类型设定为太阳能In_G、风能In-F和其它形式的能源输入In-Q三种，混合型储能逆变电源的储能模式为优先输入储能模式E-In、优先输出端补能模式E-Out、优先直接供能模式E-I/O和放能模式E-Dis；工作模式包含输出正向工作模式为交流Out-AC、直流Out-DC和分时混合Out-FS和输出反向工作模式为输出反向直流充电Out-F-DC和输出反向交流充电Out-F-AC；

步骤2：控制模块读取能源输入类型，并根据不同的能源输入类型，控制模块进入不同的发电管理控制算法，具体为：

根据式(1)的控制算法，控制模块输出对应的控制信号调节新能源发电管理模块的工作方式；

步骤3：控制模块读取储能模式，并根据不同的储能模式进入相应的储能电路模块的控制方法，具体为：

根据式(2)的控制算法，控制模块输出对应的控制信号控制储能电路模块的工作方式；如果为放能模式E-Dis，控制模块控制双向电路为反向工作状态；

步骤4：控制模块读取工作模式，并根据不同的工作模式进入不同的输出工作状态，具体为：

根据式(3)和(4)的控制算法，控制模块输出对应的模式切换控制模块的工作方式，对应实现不同的输出工作模式和功能；

步骤5：混合型储能逆变电源实现设定的控制要求，进入对应设定的工作方式。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明所述的混合型储能逆变电源及其控制方法能根据设定能源输入类型、储能模式和工作模式控制不同的组合工作方式，实现不同的工作方式，满足不同能源输入和交直流系统的工作场景应用需求。

附图说明

图1是本发明所述的混合型储能逆变电源的原理框图；

图2是本发明所述的混合型储能逆变电源的控制方法的流程图；

其中，1、混合型储能逆变电源；2、新能源发电输出端接口；3、储能系统接口；4、输出端接口；11、新能源发电管理模块；12、储能电路模块；13、模式切换控制模块；14、交直流输出模块；15、控制模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1，本发明实施例包括：一种混合型储能逆变电源1，包括新能源发电管理模块11、储能电路模块12、模式切换控制模块13、交直流输出模块14和控制模块15；所述新能源发电管理模块11由防反接电路和升压电路组成，实现对直流发电输入的管理控制，所述防反接电路由整流电路组成，所述防反接电路的输入端接新能源发电输出端接口2，所述防反接电路的输出端直接与升压电路相连接，所述升压电路由对应的控制信号进行调节控制实现高效率电能变换，所述升压电路的输出端为直流母线；所述储能电路模块12由隔离型的双向电路组成，能实现电能双向流动管理；所述储能电路模块12的输入端与新能源发电管理模块11输出端的直流母线相连接，所述储能电路模块12的输出端通过储能系统接口3与储能系统(未示出)相连接；所述模式切换控制模块13由控制开关单元组成，可以实现交流输出、直流输出的切换控制，所述模式切换控制模块13的输入端连接直流母线，所述模式切换控制模块13的输出端分别连接交直流输出模块14的双向逆变交流输出电路和双向直流输出电路；所述交直流输出模块14由双向逆变交流输出电路和双向直流输出电路组成，其中双向逆变交流输出电路实现交流输出，双向直流输出电路实现直流输出，所述交直流输出模块14的输出端与输出端口4相连接；所述控制模块15分别与新能源发电管理模块11、储能电路模块12、模式切换控制模块13电连接，实现对整个混合型储能逆变电源的控制管理。

所述控制模块15由DSP控制芯片电路组成，包括主芯片电路、设定电路、输出控制电路、显示电路和通信电路组成。所述DSP控制芯片电路是现有技术，在此不再累述。

如图2所示为本发明的混合型储能逆变电源的控制方法，包含以下步骤：

步骤1：控制模块15设定能源输入类型、储能模式和工作模式，其中混合型储能逆变电源的能源1的输入类型设定为太阳能In_G、风能In-F和其它形式的能源输入In-Q三种，混合型储能逆变电源的能源1的储能模式为优先输入储能模式E-In、优先输出端补能模式E-Out、优先直接供能模式E-I/O和放能模式E-Dis；工作模式包含输出正向工作模式为输出交流Out-AC、直流Out-DC和分时混合Out-FS和输出反向直流充电Out-F-DC和输出反向交流充电Out-F-AC；

步骤2：控制模块15读取能源输入类型，并根据不同的能源输入类型，控制模块15进入不同的发电管理控制算法，具体为：

根据式(1)的控制算法，控制模块15输出对应的控制信号调节新能源发电管理模块11的工作方式；

步骤3：控制模块15读取储能模式，并根据不同的储能模式进入相应的储能电路模块12的控制方法，具体为：

根据式(2)的控制算法，控制模块15输出对应的控制信号控制储能电路模块12的工作方式；如果为放能模式E-Dis，控制模块15控制双向电路为反向工作状态；

步骤4：控制模块15读取输出工作模式，并根据不同的输出工作模式进入不同的输出工作状态，具体为：

根据式(3)和(4)的控制算法，控制模块15输出对应的模式切换控制模块13的工作方式，对应实现不同的输出工作模式和功能；

步骤5：混合型储能逆变电源1实现设定的控制要求，进入对应设定的工作方式。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明所述的混合型储能逆变电源及其控制方法能根据设定能源输入类型、储能模式和工作模式控制不同的组合工作方式，实现不同的工作方式，满足不同能源输入和交直流系统的工作场景应用需求。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (1)

1.一种混合型储能逆变电源，其特征在于，包括新能源发电管理模块、储能电路模块、模式切换控制模块、交直流输出模块和控制模块；所述新能源发电管理模块由防反接电路和升压电路组成，实现对直流发电输入的管理控制，所述防反接电路由整流电路组成，所述防反接电路的输入端接新能源发电输出端接口，所述防反接电路的输出端直接与升压电路相连接，所述升压电路由对应的控制信号进行调节控制实现高效率电能变换，所述升压电路的输出端为直流母线；所述储能电路模块由隔离型的双向电路组成，能实现电能双向流动管理；所述储能电路模块的输入端与新能源发电管理模块输出端的直流母线相连接，所述储能电路模块的输出端通过储能系统接口与储能系统相连接；所述模式切换控制模块由控制开关单元组成，可以实现交流输出、直流输出的切换控制，所述模式切换控制模块的输入端连接直流母线，所述模式切换控制模块的输出端分别连接交直流输出模块的双向逆变交流输出电路和双向直流输出电路；所述交直流输出模块由双向逆变交流输出电路和双向直流输出电路组成，其中双向逆变交流输出电路实现交流输出，双向直流输出电路实现直流输出，所述交直流输出模块的输出端与输出端口相连接；所述控制模块分别与新能源发电管理模块、储能电路模块、模式切换控制模块电连接，实现对整个混合型储能逆变电源的控制管理；所述的混合型储能逆变电源的控制方法，包含以下步骤：

步骤1：控制模块设定能源输入类型、储能模式和工作模式，其中混合型储能逆变电源的能源输入类型设定为太阳能In_G、风能In-F和其它形式的能源输入In-Q三种，混合型储能逆变电源的储能模式为优先输入储能模式E-In、优先输出端补能模式E-Out、优先直接供能模式E-I/O和放能模式E-Dis；工作模式包含输出正向工作模式为交流Out-AC、直流Out-DC和分时混合Out-FS和输出反向工作模式为输出反向直流充电Out-F-DC和输出反向交流充电Out-F-AC；

步骤2：控制模块读取能源输入类型，并根据不同的能源输入类型，控制模块进入不同的发电管理控制算法，具体为：

根据式(1)的控制算法，控制模块输出对应的控制信号调节新能源发电管理模块的工作方式；

步骤3：控制模块读取储能模式，并根据不同的储能模式进入相应的储能电路模块的控制方法，具体为：

根据式(2)的控制算法，控制模块输出对应的控制信号控制储能电路模块的工作方式；如果为放能模式E-Dis，控制模块控制双向电路为反向工作状态；

步骤4：控制模块读取工作模式，并根据不同的工作模式进入不同的输出工作状态，具体为：

根据式(3)和(4)的控制算法，控制模块输出对应的模式切换控制模块的工作方式，对应实现不同的输出工作模式和功能；

步骤5：混合型储能逆变电源实现设定的控制要求，进入对应设定的工作方式。