CN116073641A - 一种液流电池系统用变流器拓扑电路及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液流电池系统用变流器拓扑电路及控制方法，电路包括交流输入端和直流输入端，所述交流输入端包括三个输入端口，所述直流输入端包括两个输入接口；所述交流输入端与直流输入端之间并联设置有DC/DC变换模块，所述交流输入端还设置有AC/DC变换模块，与直流输入端两接口连接。本发明用较低的成本及简单的电路实现了变流器具有直流电压0V启动功能，且不影响电池系统转换效率，解决了传统变流器转换效率低及变流器设计成本高的问题。

Description

一种液流电池系统用变流器拓扑电路及控制方法
技术领域
本发明涉及变流器技术领域，尤其涉及一种液流电池系统用变流器拓扑电路及控制方法。
背景技术
有的液流电池系统在投运初期需要变流器进行激活，激活前电池系统电压为0，此时需要变流器具有直流电压0V启动的能力。当电池系统被激活后，电池系统就会保持在一定的电压范围内。
目前市场上的普通变流器为AC/DC拓扑，当直流电压低于变流器交流侧整流电压时，变流器为不可控整流，会损坏设备，因此该拓扑不具备直流电压0V启动的能力，液流电池系统用变流器一般为AC/DC+DC/DC的拓扑结构，该拓扑结构虽然解决了直流电压0V启动的问题，但由于主回路增加了DC/DC拓扑结构降低了系统转换效率，同时主回路的dc/dc功率与变流器标称功率一致，增加了用户成本。因此市场需要一种具备直流电压0V启动又不影响电池系统转换效率且低成本的变流器。
发明内容
为实现上述具备直流电压0V启动又不影响电池系统转换效率且低成本的变流器的问题，本发明提出了一种液流电池系统用变流器拓扑电路及控制方法。
第一方面，一种液流电池系统用变流器拓扑电路，包括交流输入端和直流输入端，所述交流输入端包括三个输入端口，所述直流输入端包括两个输入接口；所述交流输入端与直流输入端之间并联设置有DC/DC变换模块。
进一步，所述交流输入端还设置有AC/DC变换模块，与直流输入端两接口连接。
进一步，所述AC/DC变换模块与直流输入端两接口连接线路上设置有电源切换开关KM1。
进一步，所述交流输入端三个输入端口包括：U接口，V接口和W接口，每个接口连接线路上还分别设置有保护断路器Q1。
进一步，所述直流输入两个输入接口包括DC+接口和DC-接口，每个接口连接线路上还分别设置有保护断路器Q2。
进一步，所述DC/DC变换模块与直流输入端口连接端还设置有电源切换开关KM2。
另一方面，一种液流电池系统用变流器拓扑电路控制方法，基于一种液流电池系统用变流器拓扑电路实现，包括充电模式和放电模式，所述充电模式包括以下步骤：变流器控制系统检测直流输入侧电压，当直流输入侧电压低于预设值时，变流器闭合电源切换开关KM2,通过AC/DC变换模块和DC/DC变换模块对电池系统充电，当电池电压升到预设值后，断开电源切换开关KM2，然后闭合电源切换开关KM1，变流器通过AC/DC变换模块继续对电池系统充电。
进一步，所述放电模式包括以下步骤：变流器闭合电源切换开关KM1,断开电源切换开关KM2,通过AC/DC变换模块逆变出交流电对外放电。
本发明的有益效果：本发明提出了一种液流电池系统用变流器拓扑电路及控制方法，电路包括交流输入端和直流输入端，所述交流输入端包括三个输入端口，所述直流输入端包括两个输入接口；所述交流输入端与直流输入端之间并联设置有DC/DC变换模块，，所述交流输入端还设置有AC/DC变换模块，与直流输入端两接口连接。本发明用较低的成本及简单的电路实现了变流器具有直流电压0V启动功能，且不影响电池系统转换效率，解决了传统变流器转换效率低及变流器设计成本高的问题。
附图说明
图1是本发明液流电池系统用变流器拓扑电路图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
本发明提出了一种液流电池系统用变流器拓扑电路及控制方法，如图1所示，第一方面，一种液流电池系统用变流器拓扑电路，包括交流输入端和直流输入端，所述交流输入端包括三个输入端口，所述直流输入端包括两个输入接口；所述交流输入端与直流输入端之间并联设置有DC/DC变换模块。
交流输入端还设置有AC/DC变换模块，与直流输入端两接口连接。
AC/DC变换模块与直流输入端两接口连接线路上设置有电源切换开关KM1。
交流输入端三个输入端口包括：U接口，V接口和W接口，每个接口连接线路上还分别设置有保护断路器Q1。
直流输入两个输入接口包括DC+接口和DC-接口，每个接口连接线路上还分别设置有保护断路器Q2。
DC/DC变换模块与直流输入端口连接端还设置有电源切换开关KM2。
另一方面，一种液流电池系统用变流器拓扑电路控制方法，基于一种液流电池系统用变流器拓扑电路实现，包括充电模式和放电模式，所述充电模式包括以下步骤：变流器控制系统检测直流输入侧电压，当直流输入侧电压低于预设值时，变流器闭合电源切换开关KM2,通过AC/DC变换模块和DC/DC变换模块对电池系统充电，当电池电压升到预设值后，断开电源切换开关KM2，然后闭合电源切换开关KM1，变流器通过AC/DC变换模块继续对电池系统充电。
放电模式包括以下步骤：变流器闭合电源切换开关KM1,断开电源切换开关KM2,通过AC/DC变换模块逆变出交流电对外放电。
在本实施例中，通过最简单有效的电气原理去解决上述背景技术中提到的问题，为达到此目的，本次发明采用变流器主回路用AC/DC拓扑，同时增加DC/DC预充回路的方案，具体方案如下：
变流器拓扑电路如图1所示，由保护断路器Q1、Q2，电源切换开关KM1、KM2,AC/DC变换模块、DC/DC变换模块组成。
液流电池系统用变流器工作原理描述如下:
充电模式：首先变流器控制系统检测直流侧电压，当直流侧电压低于设定值时，变流器闭合KM2,通过AC/DC变换模块、DC/DC变换模块对电池系统充电，当电池电压升到设定值后，断开KM2,然后闭合KM1,此时变流器通过AC/DC变换模块继续对电池系统充电。
放电模式：变流器闭合KM1,断开KM2,通过AC/DC变换模块逆变出交流电对外放电
本发明提出了一种液流电池系统用变流器拓扑电路及控制方法，电路包括交流输入端和直流输入端，所述交流输入端包括三个输入端口，所述直流输入端包括两个输入接口；所述交流输入端与直流输入端之间并联设置有DC/DC变换模块，，所述交流输入端还设置有AC/DC变换模块，与直流输入端两接口连接。本发明用较低的成本及简单的电路实现了变流器具有直流电压0V启动功能，且不影响电池系统转换效率，解决了传统变流器转换效率低及变流器设计成本高的问题。
本发明以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种液流电池系统用变流器拓扑电路，其特征在于，包括交流输入端和直流输入端，所述交流输入端包括三个输入端口，所述直流输入端包括两个输入接口；所述交流输入端与直流输入端之间并联设置有DC/DC变换模块。
2.根据权利要求1所述的一种液流电池系统用变流器拓扑电路，其特征在于，所述交流输入端还设置有AC/DC变换模块，与直流输入端两接口连接。
3.根据权利要求2所述的一种液流电池系统用变流器拓扑电路，其特征在于，所述AC/DC变换模块与直流输入端两接口连接线路上设置有电源切换开关KM1。
4.根据权利要求1所述的一种液流电池系统用变流器拓扑电路，其特征在于，所述交流输入端三个输入端口包括：U接口，V接口和W接口，每个接口连接线路上还分别设置有保护断路器Q1。
5.根据权利要求1所述的一种液流电池系统用变流器拓扑电路，其特征在于，所述直流输入两个输入接口包括DC+接口和DC-接口，每个接口连接线路上还分别设置有保护断路器Q2。
6.根据权利要求1所述的一种液流电池系统用变流器拓扑电路，其特征在于，所述DC/DC变换模块与直流输入端口连接端还设置有电源切换开关KM2。
7.一种液流电池系统用变流器拓扑电路控制方法，基于权利要求1~6任一项所述的一种液流电池系统用变流器拓扑电路实现，其特征在于，包括充电模式和放电模式，所述充电模式包括以下步骤：变流器控制系统检测直流输入侧电压，当直流输入侧电压低于预设值时，变流器闭合电源切换开关KM2,通过AC/DC变换模块和DC/DC变换模块对电池系统充电，当电池电压升到预设值后，断开电源切换开关KM2，然后闭合电源切换开关KM1，变流器通过AC/DC变换模块继续对电池系统充电。
8.根据权利要求7所述的一种液流电池系统用变流器拓扑电路控制方法，其特征在于，所述放电模式包括以下步骤：变流器闭合电源切换开关KM1,断开电源切换开关KM2,通过AC/DC变换模块逆变出交流电对外放电。
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