CN202888862U - 一种适用于分布式新能源电力的蓄能逆变器 - Google Patents

一种适用于分布式新能源电力的蓄能逆变器 Download PDF

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Abstract

本实用新型属于分布式新能源电力技术领域，具体涉及一种适用于分布式新能源电力的蓄能逆变器。本实用新型通过在充放电母线端分别设置充电母线端和放电母线端，并分别由不同方向的防逆流二极管电路实现充电、放电两端电力线单向导通，使得双向单路径的充放电母线成为单方向双电力路径。同时将蓄电池分成两组以上，由系统控制器通过蓄电池电控切换开关使进入充电模式进程的蓄电池组在充电过程没有完成时，始终处于充电母线端；使进入放电模式进程的蓄电池组在放电过程中始终处于放电母线端，从而使蓄电池受控并可执行完成充电及放电的全过程，大大改善蓄电池的工作流程，提高蓄电池的寿命，使蓄电池健康工作和运行。

Description

一种适用于分布式新能源电力的蓄能逆变器
技术领域
本实用新型属于分布式新能源电力技术领域，具体涉及一种适用于分布式新能源电力的蓄能逆变器。
背景技术
近年来，光电、风电等分布式新能源电力得到各国政府的大力支持并越来越广泛应用。但是新能源的光电、风电由于是间歇式电力，发电供电不稳定；在应用中不论是并网供电，还是离网供电均希望其能够稳定供电或通过蓄电互补达到稳定供电及改善供电质量的目的。为此，现有技术发展了蓄能逆变器，使蓄能系统所蓄电力和光电、风电互补共同由逆变电路转换为稳定的交流电供给用户负载或电网，满足用户用电需要。
对于蓄能逆变器，不论是离网型蓄能逆变器还是并网型蓄能逆变器，不论是采用单组蓄电池组还是采用多组蓄电池组，现有技术的实现方式均采用蓄电池组共接在一个公共充放电母线端上，通过单一的充放电母线及连接端进行充电和放电，如图1和图2所示。
现有技术虽然可以实现光电、风电与蓄电互补，但由于蓄电池组连接在充放电共用单一母线及端子上，蓄电池的充放电由发电、供电的变化所决定，造成蓄电池随时都可能充电或放电，无规律且不能受控，使得蓄电池不能按要求进行完整的充电及放电过程。众所周知常用的蓄电池如铅酸免维护蓄电池，锂电蓄电池等其寿命与充放电次数及充放电质量和过程紧密相关。因此现有技术实现的蓄能逆变器对蓄电池不能完成充电、放电过程的真正管控，严重影响了蓄电池效能及寿命。
发明内容
为了改善现有技术的上述缺陷，使蓄能逆变器能够对蓄电池完成充电、放电过程的真正管控，提高蓄电池效能及寿命。本实用新型提出一种适用于分布式新能源电力的蓄能逆变器，包括：风电输入端、光电输入端、风电直流控制电路、光电直流控制电路、蓄电池组A、蓄电池组B、蓄电池电控切换开关A、蓄电池电控切换开关B、防逆流二极管电路A、防逆流二极管电路B、防逆流二极管电路B、防逆流二极管电路B、充放电DC/DC控制电路、系统控制器、双向逆变电路、交流供电输出端、交流电网连接端、控制总线、充电端电力线、放电端电力线、直流母线、蓄电池充放电母线及隔离保护电路组成；其特征是：
风电输入端通过风电直流控制电路及连接直流母线，由直流母线通过双向逆变电路顺次连接隔离保护电路及交流供电输出端和交流电网连接端；
光电输入端通过光电直流控制电路连接直流母线，由直流母线通过双向逆变电路顺次连接隔离保护电路及交流供电输出端和交流电网连接端；
蓄电池组A及蓄电池组B分别通过蓄电池电控切换开关A、蓄电池电控切换开关B，并经放电端电力线和防逆流二极管电路B连接充放电DC/DC控制电路并接入直流母线，由直流母线通过双向逆变电路顺次连接隔离保护电路及交流供电输出端和交流电网连接端；
蓄电池组A及蓄电池组B分别通过蓄电池电控切换开关A、蓄电池电控切换开关B，使其连接在充电端电力线上经防逆流二极管电路B连接充放电DC/DC控制电路并接入直流母线，由直流母线连接防逆流二极管电路B及风电直流控制电路至风电输入端；
蓄电池组A及蓄电池组B分别通过蓄电池电控切换开关A、蓄电池电控切换开关B，使其连接在充电端电力线上经防逆流二极管电路B连接充放电DC/DC控制电路并接入直流母线，由直流母线连接防逆流二极管电路B及光电直流控制电路至光电输入端；
蓄电池组A及蓄电池组B分别通过蓄电池电控切换开关A、蓄电池电控切换开关B，使其连接在充电端电力线上经防逆流二极管电路B连接充放电DC/DC控制电路并接入直流母线，由直流母线连接双向逆变电路顺次连接隔离保护电路及交流电网连接端；
系统控制器通过控制总线分别连接风电直流控制电路、光电直流控制电路、蓄电池电控切换开关A、蓄电池电控切换开关B、充放电DC/DC控制电路、双向逆变电路及隔离保护电路；
本实用新型技术方案通过蓄电池组A、蓄电池组B形成的多组蓄电池组，分别通过蓄电池电控切换开关A、蓄电池电控切换开关B的调控切换，使其受控连接在充电端电力线上或放电端电力线上，由防逆流二极管电路A与防逆流二极管电路B实现充电和放电单方向导通，从而确保蓄电池组受控完成充电及发电过程。
本实用新型技术方案，通过分别设置充电母线端和放电母线端，并由防逆流二极管电路实现充电、放电两端电力线单向导通，形成单方向双电力路径。将蓄电池分成两组以上，使进入充电模式进程的蓄电池组在充电过程没有完成时，始终处于充电母线端；使进入放电模式进程的蓄电池组在放电过程中始终处于放电母线端，从而使蓄电池受控并可执行完成充电及放电的全过程，大大改善蓄电池的工作流程，提高蓄电池的寿命，使蓄电池健康工作和运行。
附图说明
图1为现有技术实现储能逆变器方式一的原理示意框图；
图2为现有技术实现储能逆变器方式二的原理示意框图；
图3为本实用新型技术实现的一种适用于分布式新能源电力的蓄能逆变器原理示意框图。
具体实施方式
作为实施例子，结合附图对一种适用于分布式新能源电力的蓄能逆变器给予说明，但是，本实用新型的技术与方案不限于本实施例子给出的内容。
附图3给出了一种适用于分布式新能源电力的蓄能逆变器原理示意框图。如图3所示，一种适用于分布式新能源电力的蓄能逆变器，包括：风电输入端(1)、光电输入端(2)、风电直流控制电路(3)、光电直流控制电路(4)、蓄电池组A(5a)、蓄电池组B(5b)、蓄电池电控切换开关A(6a)、蓄电池电控切换开关B(6b)、防逆流二极管电路A(7a)、防逆流二极管电路B(7b)、防逆流二极管电路B(7c)、防逆流二极管电路B(7d)、充放电DC/DC控制电路(8)、系统控制器(9)、双向逆变电路(10)、交流供电输出端(11a)、交流电网连接端(11b)、控制总线(12)、充电端电力线(13a)、放电端电力线(13b)、直流母线(14)、蓄电池充放电母线(15)及隔离保护电路(16)组成；其特征是：
风电输入端(1)通过风电直流控制电路(3)及连接直流母线(14)，由直流母线(14)通过双向逆变电路(10)顺次连接隔离保护电路(16)及交流供电输出端(11a)和交流电网连接端(11b)，构成风电发电交流供电及馈电路径；
光电输入端(2)通过光电直流控制电路(4)连接直流母线(14)，由直流母线(14)通过双向逆变电路(10)顺次连接隔离保护电路(16)及交流供电输出端(11a)和交流电网连接端(11b)，构成光电交流供电及馈电路径；
蓄电池组A(5a)及蓄电池组B(5b)分别通过蓄电池电控切换开关A(6a)、蓄电池电控切换开关B(6b)的调控切换，并经放电端电力线(13b)和防逆流二极管电路B(7b)连接充放电DC/DC控制电路(8)并接入直流母线(14)，由直流母线(14)通过双向逆变电路(10)顺次连接隔离保护电路(16)及交流供电输出端(11a)和交流电网连接端(11b)，构成蓄电交流供电及馈电路径；
蓄电池组A(5a)及蓄电池组B(5b)分别通过蓄电池电控切换开关A(6a)、蓄电池电控切换开关B(6b)的调控切换，使其受控连接在充电端电力线(13a)上经防逆流二极管电路B(7a)连接充放电DC/DC控制电路(8)并接入直流母线(14)，由直流母线(14)连接防逆流二极管电路B(7c)及风电直流控制电路(3)至风电输入端(1)，构成风电蓄电路径；
蓄电池组A(5a)及蓄电池组B(5b)分别通过蓄电池电控切换开关A(6a)、蓄电池电控切换开关B(6b)的调控切换，使其受控连接在充电端电力线(13a)上经防逆流二极管电路B(7a)连接充放电DC/DC控制电路(8)并接入直流母线(14)，由直流母线(14)连接防逆流二极管电路B(7d)及光电直流控制电路(4)至光电输入端(2)，构成光电蓄电路径；
蓄电池组A(5a)及蓄电池组B(5b)分别通过蓄电池电控切换开关A(6a)、蓄电池电控切换开关B(6b)的调控切换，使其受控连接在充电端电力线(13a)上经防逆流二极管电路B(7a)连接充放电DC/DC控制电路(8)并接入直流母线(14)，由直流母线(14)连接双向逆变电路(10)顺次连接隔离保护电路(16)及交流电网连接端(11b)，构成交流电网供电蓄电路径；
系统控制器(9)通过控制总线(12)分别连接风电直流控制电路(3)、光电直流控制电路(4)、蓄电池电控切换开关A(6a)、蓄电池电控切换开关B(6b)、充放电DC/DC控制电路(8)、双向逆变电路(10)及隔离保护电路(16)，构成系统控制链路；
本实用新型一种适用于分布式新能源电力的蓄能逆变器，其构成与控制的方法特征为：将蓄电池分成组，且≥2组；分别通过蓄电池电控切换开关A(6a)、蓄电池电控切换开关B(6b)由系统控制器(9)实时调控，使蓄电池组A(5a)、蓄电池组B(5b)受控连接在由防逆流二极管电路A(7a)与防逆流二极管电路B(7b)实现充电和放电单方向导通的充电端电力线(13a)上或放电端电力线(13b)上，使得进入充电模式的蓄电池组在充电过程没有完成时，始终处于充电端电力线(13a)上；进入放电模式的蓄电池组在放电过程中始终处于放电端电力线(13b)上。
如上所述，本实用新型的一种适用于分布式新能源电力的蓄能逆变器，通过在充放电母线端分别设置充电母线端和放电母线端，并分别由不同方向的防逆流二极管电路实现充电、放电两端电力线单向导通，使得双向单路径的充放电母线成为单方向双电力路径。同时将蓄电池分成两组以上，由系统控制器(9)通过蓄电池电控切换开关使进入充电模式进程的蓄电池组在充电过程没有完成时，始终处于充电母线端；使进入放电模式进程的蓄电池组在放电过程中始终处于放电母线端，从而使蓄电池受控并可执行完成充电及放电的全过程，大大改善蓄电池的工作流程，提高蓄电池的寿命，使蓄电池健康工作和运行。

Claims (1)

1.一种适用于分布式新能源电力的蓄能逆变器，包括：风电输入端(1)、光电输入端(2)、风电直流控制电路(3)、光电直流控制电路(4)、蓄电池组A(5a)、蓄电池组B(5b)、蓄电池电控切换开关A(6a)、蓄电池电控切换开关B(6b)、防逆流二极管电路A(7a)、防逆流二极管电路B(7b)、防逆流二极管电路B(7c)、防逆流二极管电路B(7d)、充放电DC/DC控制电路(8)、系统控制器(9)、双向逆变电路(10)、交流供电输出端(11a)、交流电网连接端(11b)、控制总线(12)、充电端电力线(13a)、放电端电力线(13b)、直流母线(14)、蓄电池充放电母线(15)及隔离保护电路(16)组成；其特征是：
风电输入端(1)通过风电直流控制电路(3)及连接直流母线(14)，由直流母线(14)通过双向逆变电路(10)顺次连接隔离保护电路(16)及交流供电输出端(11a)和交流电网连接端(11b)；
光电输入端(2)通过光电直流控制电路(4)连接直流母线(14)，由直流母线(14)通过双向逆变电路(10)顺次连接隔离保护电路(16)及交流供电输出端(11a)和交流电网连接端(11b)；
蓄电池组A(5a)及蓄电池组B(5b)分别通过蓄电池电控切换开关A(6a)、蓄电池电控切换开关B(6b)，并经放电端电力线(13b)和防逆流二极管电路B(7b)连接充放电DC/DC控制电路(8)并接入直流母线(14)，由直流母线(14)通过双向逆变电路(10)顺次连接隔离保护电路(16)及交流供电输出端(11a)和交流电网连接端(11b)；
蓄电池组A(5a)及蓄电池组B(5b)分别通过蓄电池电控切换开关A(6a)、蓄电池电控切换开关B(6b)，使其连接在充电端电力线(13a)上经防逆流二极管电路B(7a)连接充放电DC/DC控制电路(8)并接入直流母线(14)，由直流母线(14)连接防逆流二极管电路B(7c)及风电直流控制电路(3)至风电输入端(1)；
蓄电池组A(5a)及蓄电池组B(5b)分别通过蓄电池电控切换开关A(6a)、蓄电池电控切换开关B(6b)，使其连接在充电端电力线(13a)上经防逆流二极管电路B(7a)连接充放电DC/DC控制电路(8)并接入直流母线(14)，由直流母线(14)连接防逆流二极管电路B(7d)及光电直流控制电路(4)至光电输入端(2)；
蓄电池组A(5a)及蓄电池组B(5b)分别通过蓄电池电控切换开关A(6a)、蓄电池电控切换开关B(6b)，使其连接在充电端电力线(13a)上经防逆流二极管电路B(7a)连接充放电DC/DC控制电路(8)并接入直流母线(14)，由直流母线(14)连接双向逆变电路(10)顺次连接隔离保护电路(16)及交流电网连接端(11b)；
系统控制器(9)通过控制总线(12)分别连接风电直流控制电路(3)、光电直流控制电路(4)、蓄电池电控切换开关A(6a)、蓄电池电控切换开关B(6b)、充放电DC/DC控制电路(8)、双向逆变电路(10)及隔离保护电路(16)。
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