CN205945549U - 一种新型的双向储能逆变器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型的双向储能逆变器，其特征在于：所述的逆变器包括直流输入单元连接直流输入电源VDC后接入直流与交流相互交换单元进行AC/DC、DC/AC转换，转换后再通过滤波单元送入交流输出单元，交流输出单元直接连接外网和负载。由于采用上述的结构，本实用新型的优点在于：1、可以满足能量的双向流动，实现逆变和存储功能；2、具有更高的转换效率；3、即使在低开关频率和较小的电感情况下，也能有效的降低电流谐波，减小了电网高频谐波的影响；4、克服IGBT不能用于高开关频率和开关速度慢等不足，更容易实现。

Description

一种新型的双向储能逆变器

技术领域

本实用新型涉及储能逆变器的技术改进，特别涉及一种新型的双向储能逆变器。

背景技术

现有的双向储能逆变器多为柜式设计，而基于该设计的拓扑结构对于基于模块化设计的储能逆变器来说，由于其采用抽屉式结构，在较小的空间排布上存在一定难度。

目前市场上储能逆变器大多采用IGBT作为功率器件，而IGBT运用在功率不大的电力电子装置中，其开关速度和应用频率都存在一定的不足。而且大多采用带隔离变压器的设计，这种设计效率不高，而对于采用无隔离变压器设计的储能逆变器，由于无实际可用的中性点引出，无法运用在TN-S电网系统中，只能适用于IT系统，若在长距离供电场所，则会有安全风险。另外，市场上储能逆变器的拓扑结构中多采用LC滤波方式。在储能逆变器并网运行时，由于电网电压的嵌位作用，仅滤波电感对并网电流起到滤波作用，而滤波电容相当于负载，从而影响基准电流与并网电流间的相位。

针对上述问题，提供一种新型的储能逆变器，克服了传统储能逆变器的相关局限性，满足能量的双向流动，以较高的转换效率实现逆变和存储功能。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种新型的双向储能逆变器，满足能量的双向流动的同时以较高的转换效率实现逆变和存储功能。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是，一种新型的双向储能逆变器，其特征在于：所述的逆变器包括直流输入单元连接直流输入电源VDC后接入直 流与交流相互交换单元进行AC/DC、DC/AC转换，转换后在通过滤波单元送入交流输出单元，交流输出单元直接连接外网和负载。

所述的直流输入单元包括电阻R4与高压继电器XCT2并联，同时电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10分别依次对应与电容C8、C9、C10、C11、C12、C13并联构成放电电阻；电容C8与电容C11、电容C9与电容C12、电容C10与电容C13分别串联后相互并联，再将两两串联的电容之间引出中性点，并连接到采样板构成电容均压采样。

所述的直流与交流相互交换单元由四只封装的MOSFET并联组成，每只MOSFET上均并联有吸收电容。

所述的滤波单元为单相电感L1、L2、L3输出端分别与三相电感L5相连；单相电感L1、L2、L3的输出端之间均并联一只滤波电容C1、C2、C3。

所述的交流输出单元包含交流接触器，所述交流接触器依次连接交流熔断器、防雷元件；所述的交流接触器每相上均并联一只缓冲电阻。

一种新型的双向储能逆变器，由于采用上述的结构，本实用新型的优点在于：1、可以满足能量的双向流动，实现逆变和存储功能；2、具有更高的转换效率；3、即使在低开关频率和较小的电感情况下，也能有效的降低电流谐波，减小了电网高频谐波的影响；4、克服IGBT不能用于高开关频率和开关速度慢等不足，更容易实现；5、克服了不带隔离变压器储能逆变器不能用于TN-S系统的不足，有效解决中性点接地问题，使长距离供电的安全性得到保障。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明；

图1为本实用新型一种新型的双向储能逆变器的电路图；

图2为本实用新型一种新型的双向储能逆变器的DC/AC逆变方向示意图；

图3为本实用新型一种新型的双向储能逆变器的AC/DC储能方向示意图；

在图1中，1、直流输入单元；2、直流与交流相互交换单元；3、滤波单元；4、交流输出单元。

具体实施方式

本实用新型提供一种更适用于模块化设计储能逆变器，不仅满足储能逆变器的能量双向流动，同时能得到结构和性能上的提升。同时采用SiC材料的MOSFET替代传统的IGBT模块，实现耐高频、高压和高温特性，整体的转换效率较高。

具体如图1所示，本实用新型包括直流输入单元1连接直流输入电源VDC后接入直流与交流相互交换单元2进行AC/DC、DC/AC转换，转换后在通过滤波单元3送入交流输出单元4，交流输出单元4直接连接外网和负载。

本实用新型包含直流输入单元1、直流与交流相互交换单元2、滤波单元3和交流输出单元4。所述的直流输入单元1与直流输入电源VDC、直流熔断器FU05/FU06、高压继电器XCT3/XCT4/XCT2和电容C8～C13连接，直流输入单元1还与直流与交流相互交换单元2相连；所述的直流与交流相互交换单元2与滤波单元3相连；所述的滤波单元3与交流输出单元4相连；所述的交流输出单元4与外网或负载相连。

所述的直流输入单元1，还与电阻R4～R10相连，其中R4并联于高压继电器XCT2两端，起到直流缓冲作用；R5～R10分别并联于电容C8～C13两端，作为放电电阻使用。所述的电容C8～C13，C8与C11，C9与C12，C10与C13分别串联后相互并联，再将两两串联的电容之间引出中性点，并连接到采样板，作为电容均压的采样。

所述的直流与交流相互交换单元2，由四只封装的MOSFET并联组成，每 只MOSFET上均并联有吸收电容，所述的吸收电容分别由两只吸收电容并联得到所需容值的电容。

所述的滤波单元3，由四只单相电感、四只滤波电容、三只电阻和一只三相电感串并联而成，所述的每只单相电感输出端之间均并联一只滤波电容，其中L1、L2、L3三相，在并联电容的回路上，分别串联一只电阻，以减小谐振，增强系统稳定性。所述的单相电感L1、L2、L3输出端分别与三相电感相连，所述的三相电感输出端并联有交流输出单元。

所述的交流输出单元4包含交流接触器，所述交流接触器依次连接交流熔断器、防雷元件；所述的交流接触器每相上均并联一只缓冲电阻；另外交流输出零线与地线之间串联一只电容。

本实用新型由于采用上述的结构设计，克服了传统储能逆变器的相关局限性。可以满足能量的双向流动，实现逆变和存储功能；由于采用无隔离变压器设计，无论工作在DC/AC，还是AC/DC的模式下，都具有更高的转换效率；同时采用了抽屉式设计，无论从体积，还操作的便捷上，都具有相当大的优势；还采用了LCL滤波设计，打破传统的LC滤波方式，它结合了L、LC两种滤波方式的优点，即使在低开关频率和较小的电感情况下，也能有效的降低电流谐波，同时，C也不再与电网直接并联，从而减小了电网高频谐波的影响；采用了MOSFET功率器件，克服IGBT不能用于高开关频率和开关速度慢等不足，同时，其所需驱动电路简单，与传统储能逆变器的逆变和储能控制相比，更容易实现；克服了不带隔离变压器储能逆变器不能用于TN-S系统的不足，有效解决中性点接地问题，使长距离供电的安全性得到保障。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型技术方案进行的各种改进，或 未经改进直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种新型的双向储能逆变器，其特征在于：所述的逆变器包括直流输入单元(1)连接直流输入电源VDC后接入直流与交流相互交换单元(2)进行AC/DC、DC/AC转换，转换后在通过滤波单元(3)送入交流输出单元(4)，交流输出单元(4)直接连接外网和负载。

2.根据权利要求1所述的一种新型的双向储能逆变器，其特征在于：所述的直流输入单元(1)包括电阻R4与高压继电器XCT2并联，同时电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10分别依次对应与电容C8、C9、C10、C11、C12、C13并联构成放电电阻；电容C8与电容C11、电容C9与电容C12、电容C10与电容C13分别串联后相互并联，再将两两串联的电容之间引出中性点，并连接到采样板构成电容均压采样。

3.根据权利要求1所述的一种新型的双向储能逆变器，其特征在于：所述的直流与交流相互交换单元(2)由四只封装的MOSFET并联组成，每只MOSFET上均并联有吸收电容。

4.根据权利要求1所述的一种新型的双向储能逆变器，其特征在于：所述的滤波单元(3)为单相电感L1、L2、L3输出端分别与三相电感L5相连；单相电感L1、L2、L3的输出端之间均并联一只滤波电容C1、C2、C3。

5. 根据权利要求1所述的一种新型的双向储能逆变器，其特征在于：所述的交流输出单元(4)包含交流接触器，所述交流接触器依次连接交流熔断器、防雷元件；所述的交流接触器每相上均并联一只缓冲电阻。