CN203933375U - 一种储能变流器 - Google Patents
一种储能变流器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203933375U CN203933375U CN201420390719.6U CN201420390719U CN203933375U CN 203933375 U CN203933375 U CN 203933375U CN 201420390719 U CN201420390719 U CN 201420390719U CN 203933375 U CN203933375 U CN 203933375U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- module
- resistance
- inductance
- energy accumulation
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- XOFYZVNMUHMLCC-ZPOLXVRWSA-N prednisone Chemical compound O=C1C=C[C@]2(C)[C@H]3C(=O)C[C@](C)([C@@](CC4)(O)C(=O)CO)[C@@H]4[C@@H]3CCC2=C1 XOFYZVNMUHMLCC-ZPOLXVRWSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- LTXREWYXXSTFRX-QGZVFWFLSA-N Linagliptin Chemical compound N=1C=2N(C)C(=O)N(CC=3N=C4C=CC=CC4=C(C)N=3)C(=O)C=2N(CC#CC)C=1N1CCC[C@@H](N)C1 LTXREWYXXSTFRX-QGZVFWFLSA-N 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 1
- APTZNLHMIGJTEW-UHFFFAOYSA-N pyraflufen-ethyl Chemical compound C1=C(Cl)C(OCC(=O)OCC)=CC(C=2C(=C(OC(F)F)N(C)N=2)Cl)=C1F APTZNLHMIGJTEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Rectifiers (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种储能变流器，该储能变流器包括：包括电源输入电路、驱动电路、整流电路、保护电路和负载控制电路，保护电路包括过压保护单元和过流保护单元；所述过压保护单元包括缓冲模块和电流变化抑制模块；所述缓冲模块中的第一电阻的一端与所述晶闸管的阴极相连，第一电阻的另一端与第一电容的一端相连，第一电容的另一端与第一电感的一端相连，第一电感的另一端与晶闸管的阳极相连，第一二极管的两端与第一电阻的两端相连；本实用新型通过加入过压保护单元和过流保护单元，大大减少了因电路过电压或者过电流而导致器件永久性损坏的问题，该储能变流器结构简单，适用于复杂工况的环境中，不易损坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力电子领域，具体涉及一种储能变流器。
背景技术
储能技术已被视为电网运行过程中的重要组成部分。电网系统接入储能设备后，起到负荷调平、削峰填谷、备用电源、电网调频、平滑新能源输出等作用，有效地降低供用电成本，提高系统运行稳定性。
储能变流器是应用在储能环节，基于双向逆变的并网变流器。该设备能有效调控智能电网中的电力调度，平衡用电差异，保障电网安全；能够在并网系统、孤岛系统和混合系统等不同的场合下应用，适用于各种需要动态储能的应用场合，电能富余时将电能存储，电能不足时将存储的电能逆变后向电网输出，同时在微网中起到主电源作用，稳定微电网中的电压和频率。双向储能变流器是储能技术运用的主要前提和实现电网互动化管理的有效手段。储能变流器的安全性日益受到关注，为保证储能变流器安全工作，需要对储能变流器设计保护功能并对各项参数实现实时监测，随着储能电站大功率的输入输出加剧了储能变流器的不一致性，导致其寿命减少，储能变流器中的电力电子器件承受过电压和过电流的能力变弱，在极短的时间，过电压或者过电流就会导致器件永久性的损坏，严重时会导致储能变流器爆炸或燃烧。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种储能变流器，解决了因电路过电压或者过电流导致器件永久性损坏的问题。
本实用新型提供一种储能变流器，包括电源输入电路、驱动电路、整流电路、保护电路和负载控制电路，所述电源输入电路与所述驱动电路相连，所述驱动电路与所述整流电路相连，所述整流电路与所述负载控制电路相连，所述保护电路与所述整流电路相连，所述保护电路包括过压保护单元和过流保护单元；
所述过压保护单元包括缓冲模块；
所述缓冲模块包括晶闸管、第一二极管、第一电阻、第一电容和第一电感；
所述第一电阻的一端与所述晶闸管的阴极相连，所述第一电阻的另一端与所述第一电容的一端相连，所述第一电容的另一端与所述第一电感的一端相连，所述第一电感的另一端与所述晶闸管的阳极相连，所述第一二极管的两端与所述第一电阻的两端相连。
可选的，将所述第一电阻的一端与所述晶闸管的阴极相连的一端作为所述缓冲模块的输入端，将所述第一电感的另一端与所述晶闸管的阳极相连作为所述缓冲模块的输出端。
可选的，所述过压保护单元还包括电流变化抑制模块；
所述电流变化抑制模块包括：第二二极管、第二电感和第二电阻；
所述第二二极管一端与所述第二电阻的一端相连，所述第二二极管的另一端和所述第二电阻的另一端分别于连接于所述第二电感的两端。
可选的，将所述第二电阻与所述第二电感连接端作为第一端，将所述第二二极管与所述第二电感的连接端作为第二端。
可选的，所述电流变化抑制模块的第一端与所述缓冲模块的输入端相连接。
可选的，所述过流保护单元，包括电流检测模块、交流断路器保护模块、驱动保护模块、快速熔断器保护模块和撬杠保护模块；
所述交流断路器保护模块、驱动保护模块、快速熔断器保护模块和撬杠保护模块分别与所述电流检测模块相连。
由上述技术方案可知，本实用新型的一种储能变流器，通过加入过压保护单元和过流保护单元，大大减少了因电路过电压或者过电流而导致器件永久性损坏的问题，该储能变流器结构简单，适用于复杂工况的环境中，不易损坏。
附图说明
图1为本实用新型一实施例提供的一种储能变流器的结构示意图；
图2为本实用新型一实施例提供的一种储能变流器中的缓冲模块电路图；
图3为本实用新型另一实施例提供的一种储能变流器中的过压保护单元的电路图；
图4为本实用新型另一实施例提供的一种储能变流器中的过流保护单元的电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
图1示出了本实用新型提供的一种储能变流器的结构示意图，如图1所示，储能变流器包括电源输入电路、驱动电路、整流电路、保护电路和负载控制电路，所述电源输入电路与所述驱动电路相连，所述驱动电路与所述整流电路相连，所述整流电路与所述负载控制电路相连，所述保护电路与所述整流电路相连。其中，所述保护电路包括过压保护单元和过流保护单元；所述过压保护单元包括缓冲模块和电流变化抑制模块。
由于储能变流器中的电力电子器件承受过电压和过电流的能力非常弱，极短时间的过电压和过电流就会导致器件永久性的损坏，因此，储能变流器中过电压和过电流的保护装置是必不可缺少的。
晶闸管电路中可能发生的过电压分为外部过电压和内部过电压两类，外部过电压主要来自雷击和系统中的操作过程等外部原因，内部过电压主要来自晶闸管的开关过程，即换向过电压和关断过电压，由于一般情况下，外部过电压出现的几率比较小，本申请在此不做赘述，本申请实施例讲的过电压保护主要是防止内部过电压。
图2示出了本实用新型提供的缓冲模块的电路图，如图2所示，所述的缓冲模块主要包括晶闸管V、第一二极管VDs、第一电阻Rs、第一电容Cs和第一电感Ls。
所述第一电阻Rs的一端与所述晶闸管V的阴极相连，所述第一电阻Rs的另一端与所述第一电容Cs的一端相连，所述第一电容Cs的另一端与所述第一电感Ls的一端相连，所述第一电感Ls的另一端与所述晶闸管V的阳极相连，所述第一二极管VDs的两端与所述第一电阻Rs的两端相连。
此电路可以有效的抑制内过电压，从而保护晶闸管不受损坏。此电路一般与电流变化抑制模块，即di/dt抑制模块串联连接，从而更好的保护晶闸管。
图3为本实用新型提供的过压保护单元的电路图，如图3所示，缓冲模块中将所述第一电阻Rs的一端与所述晶闸管V的阴极相连的一端作为所述缓冲模块的输入端，将所述第一电感Ls的另一端与所述晶闸管V的阳极相连作为所述缓冲模块的输出端。
可选的，所述保护电路还包括电流变化抑制模块；其中，所述电流变化抑制模块包括：第二二极管VDi、第二电感Li和第二电阻Ri；所述第二二极管VDi一端与所述第二电阻Ri的一端相连，所述第二二极管VDi的另一端和所述第二电阻Ri的另一端分别于连接于所述第二电感Li的两端。
将所述第二电阻与所述第二电感连接端作为第一端，将所述第二二极管与所述第二电感的连接端作为第二端。所述电流变化抑制模块的第一端与所述缓冲模块的输入端相连接构成所述过压保护单元。
上述图3所示的过压保护单元的具体工作原理为：内部过电压通常出现在晶闸管开通和关断时刻。储能变流器设备正常工作时，晶闸管需要通过控制逻辑进行开通和关断，当晶闸管V开通时刻，电容Cs先通过Rs向V放电，放电电流受到缓冲电感Ls的作用保证此放电在预设的标准范围内上升。通过放电使电流ic先到达一个低于预设的标准值，由于晶闸管串联了di/dt抑制模块的主缓冲电感Li,使得ic的上升速度减慢。同时设置磁场能量放电回路的Ri、VDi，在V关断时刻为Li中的能量提供放电回路。在晶闸管V关断时，负载电流通过VDs向Cs分流，此时Ls又起到缓冲作用，减少Cs的冲击电流，减轻了V的负担，抑制di/dt和过电压。
本实用新型所述保护电路还包括过流保护单元，图4为本实用新型提供的过流保护单元示意图，当电路中的电流瞬时值超过设计的最大允许值时，即为过电流，过电流包括过载和短路两种情况。
如图4所示，所述过流保护单元，集成有电流检测模块、交流断路器保护模块、驱动保护模块、快速熔断器保护模块和撬杠保护模块。所述交流断路器保护模块、驱动保护模块、快速熔断器保护模块和撬杠保护模块分别与所述电流检测模块相连。
图4所示的过流保护单元示意图并不限定此连接方式，可以根据具体情况对相关器件进行连接。本实用新型是在交流断路器保护电路、驱动保护电路、快速熔断器保护电路和撬杠保护电路均集成有过流的功能。
其各部分的工作原理为：所述交流断路器保护模块与所述电流检测模块相连，用于当交流电路超过预设标准值时，控制交流继电器断开；交流断路器保护是首先通过电流互感器获取交流回路的电流值，然后来通过内部判断是否过流来控制交流电流继电器，当交流电流超过整定值时，过流继电器动作使得与交流电源连接的交流断路器断开，切除故障电流。过流继电器的整定值一般要小于电力电子器件所允许的最大电流瞬时值。
所述驱动保护模块与所述电流检测模块相连，用于当交流电路超过预设标准值时，将驱动电路信号切断；来自电流互感器的信号同时用于驱动电路，当电流超过整定值时，通过单片机内部判断将所有驱动信号的输出封锁，全控型器件会由于得不到驱动信号而立即阻断，过电流随之消失；半控型器件晶闸管在封锁住触发脉冲后，未导通的晶闸管不再导通，而已导通的晶闸管由于电感的储能器件不会立即关断，但经一定的时间后，电流衰减到0，器件关断。
所述熔断器保护模块与所述电流检测模块相连，用于当交流电路超过预设标准值时，对过电流电路进行短路。快速熔断器保护是最后一级保护措施，与其它保护措施配合使用。根据电路的不同要求，快速熔断器接在交流电源侧，其中三相电源每相串接一个快速熔断器、负载侧、和/或与所述储能变流器电路中的任一电力电子器件串联连接。
撬杠保护模块在交流电源侧加一个大容量的晶闸管。当检测到输入的电流信号超过标定值时，触发保护用的晶闸管，用以旁路短路电流，晶闸管支路中可接一个小电感用以限制di/dt；驱动电路开通主电路中的所有电力电子器件，以分散短路能量，让所有器件分担短路电流；使交流断路器断开，切断短路能量的来源。经一段时间的衰减短路能量消失，起到保护作用。
本实用新型综合以上过电流保护方案，将交流断路器保护，驱动电路保护，快速熔断器保护和撬杠保护集成在储能变流器的多重保护装置中，使得储能变流器在复杂的工况环境中确保电流安全，同时由于具有电压保护功能使得储能变流器一旦发生保护可以立即卸载。
以上所述仅是本实用新型优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种储能变流器，其特征在于，包括电源输入电路、驱动电路、整流电路、保护电路和负载控制电路，所述电源输入电路与所述驱动电路相连，所述驱动电路与所述整流电路相连，所述整流电路与所述负载控制电路相连，所述保护电路与所述整流电路相连，所述保护电路包括过压保护单元和过流保护单元；
所述过压保护单元包括缓冲模块；
所述缓冲模块包括晶闸管、第一二极管、第一电阻、第一电容和第一电感；
所述第一电阻的一端与所述晶闸管的阴极相连，所述第一电阻的另一端与所述第一电容的一端相连，所述第一电容的另一端与所述第一电感的一端相连，所述第一电感的另一端与所述晶闸管的阳极相连，所述第一二极管的两端与所述第一电阻的两端相连。
2.如权利要求1所述的储能变流器，其特征在于，将所述第一电阻的一端与所述晶闸管的阴极相连的一端作为所述缓冲模块的输入端，将所述第一电感的另一端与所述晶闸管的阳极相连作为所述缓冲模块的输出端。
3.如权利要求2所述的储能变流器，其特征在于，所述过压保护单元还包括电流变化抑制模块；
所述电流变化抑制模块包括：第二二极管、第二电感和第二电阻；
所述第二二极管一端与所述第二电阻的一端相连，所述第二二极管的另一端和所述第二电阻的另一端分别于连接于所述第二电感的两端。
4.如权利要求3所述的储能变流器，其特征在于，将所述第二电阻与所述第二电感连接端作为第一端，将所述第二二极管与所述第二电感的连接端作为第二端。
5.如权利要求3所述的储能变流器，其特征在于，所述电流变化抑制模块的第一端与所述缓冲模块的输入端相连接。
6.如权利要求1所述的储能变流器，其特征在于，所述过流保护单元，包括电流检测模块、交流断路器保护模块、驱动保护模块、快速熔断器保护模块和撬杠保护模块；
所述交流断路器保护模块、驱动保护模块、快速熔断器保护模块和撬杠保护模块分别与所述电流检测模块相连。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420390719.6U CN203933375U (zh) | 2014-07-15 | 2014-07-15 | 一种储能变流器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420390719.6U CN203933375U (zh) | 2014-07-15 | 2014-07-15 | 一种储能变流器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203933375U true CN203933375U (zh) | 2014-11-05 |
Family
ID=51829127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201420390719.6U Expired - Fee Related CN203933375U (zh) | 2014-07-15 | 2014-07-15 | 一种储能变流器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203933375U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114447879A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-05-06 | 西安西电电力系统有限公司 | 一种过流保护电路和控制方法 |
-
2014
- 2014-07-15 CN CN201420390719.6U patent/CN203933375U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114447879A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-05-06 | 西安西电电力系统有限公司 | 一种过流保护电路和控制方法 |
| CN114447879B (zh) * | 2022-03-25 | 2023-08-08 | 西安西电电力系统有限公司 | 一种过流保护电路和控制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | A hybrid current-limiting circuit for DC line fault in multiterminal VSC-HVDC system | |
| RU2740012C1 (ru) | Продольный компенсатор и способ управления | |
| Sano et al. | A surgeless solid-state DC circuit breaker for voltage-source-converter-based HVDC systems | |
| Candelaria et al. | VSC-HVDC system protection: A review of current methods | |
| Hajian et al. | Evaluation of semiconductor based methods for fault isolation on high voltage DC grids | |
| CN105284024B (zh) | 限流器 | |
| KR20180103181A (ko) | 직류 전류 차단장치 및 제어 방법 | |
| CN103916041B (zh) | 级联储能变流器多链节冗余控制方法 | |
| Munasib et al. | Short-circuit protection for low-voltage DC microgrids based on solid-state circuit breakers | |
| CN111987706B (zh) | 一种限流型可控避雷器、换流器、输电系统以及控制方法 | |
| US20160156175A1 (en) | Current-limiting reactor apparatus | |
| Wang et al. | Control and protection strategy for MMC MTDC system under converter-side AC fault during converter blocking failure | |
| CN106711943A (zh) | 一种分布式串联耦合潮流控制器的保护装置及方法 | |
| CN109659964B (zh) | 一种预防直流闭锁的方法及装置 | |
| CN103986122A (zh) | 一种附加二极管的模块化限流断路器功率模块 | |
| US10218170B2 (en) | Current-limiting device utilizing a superconductor for a current-limiting operation | |
| CN101917156A (zh) | 应对电网电压短时间跌落的风力发电机组防护方法及装置 | |
| CN104767194A (zh) | 一种高压输电换流站过压保护装置 | |
| CN113346510A (zh) | 一种基于igct的可控无功功率补偿装置拓扑及其控制方法 | |
| CN113629680A (zh) | 一种主动限流与电容换流相结合的mmc-hvdc双极短路故障限流方法 | |
| Jakka et al. | Protection design considerations of a 10 kV SiC MOSFET enabled mobile utilities support equipment based solid state transformer (MUSE-SST) | |
| CN105140889A (zh) | 变频器过流保护电路 | |
| CN104810793A (zh) | 一种变压器中性点直流隔直装置 | |
| CN203933375U (zh) | 一种储能变流器 | |
| US11258247B2 (en) | Fault clearing circuitry |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20160601 Address after: 101111 Beijing City branch of Daxing District Yizhuang economic and Technological Development Zone, fourteen street huilongsen Science Park Building No. 33 B block 6 layer Patentee after: Qunling Energy Resources Technology Co., Ltd. Address before: Division of economic and Technological Development Zone, fourteen street 101111 Beijing huilongsen Science Park Building No. 33 building 6 layer B Patentee before: Yao Naiyuan |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20141105 Termination date: 20190715 |