CN206790116U - 一种微电网储能控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种微电网储能控制系统，包括储能装置主电路、储能装置控制电路、滤波电路、静态开关、交流母线；所述储能装置主电路包含储能装置、双向DC/DC变换电路、双向DC/AC变换电路；所述储能装置控制电路包含DSP控制器、PWM驱动电路、储能装置采样电路、电压电流检测电路；所述滤波电路为LC滤波。本实用新型提供使储能装置在并网模式下充电、孤网模式下放电,且交流电压的频率和波形都能满足电能质量要求的一种微电网储能控制系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种储能控制系统，尤其涉及一种适合于并入大电网的微电网储能控制系统。
背景技术
微电网把分布式发电、储能装置、控制装置和负荷进行整合，形成一个单一的、可控的电力网络。其运行时，微电网既可与大的电网并网运行，也可在电网发生故障或需要维护时与大电网断开孤网运行，因而微电网对电能质量和供电安全提出很高的要求。储能装置是微电网稳定运行、电能质量保证的关键部件，电池的性能将直接决定微电网运行的稳定性、可靠性和灵活性。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种稳定、可靠、灵活的一种微电网储能控制系统。
技术方案：一种微电网储能控制系统，包括储能装置主电路、储能装置控制电路、滤波电路、静态开关、交流母线；所述储能装置主电路包含储能装置、双向DC/DC变换电路、双向DC/AC变换电路；所述储能装置控制电路包含DSP控制器、PWM驱动电路、储能装置采样电路、电压电流检测电路；所述滤波电路为LC滤波；
所述储能装置采样电路通过温度、电流、电压传感器采集锂电池组的温度信号、充放电信号、电压信号送到控制器进行处理；
所述双向DC/DC变换电路与所述储能装置连接，稳定蓄电池的输出电压，并调节蓄电池的储能及释能，电路形式选择双向半桥变换电路，采用限功率恒流/恒压方式充、放电；
所述DSP控制器为TMS320F28335芯片，对采集和检测到的各种信息进行计算、处理，生成PWM信号,控制双向DC/DC和DC/AC变换电路,进而对储能装置的工作模式进行切换；
所述电压电流检测电路通过采集DC/DC、DC/AC变换侧的交直流电压、电流信号送到控制器处理；
所述交流母线为380V，交流母线给一般负荷供电，交流母线通过微网并网开关与微电网连接。
作为优化：所述储能装置为锂电池，共选用150块单体额定容量50Ah、额定电压3.2V电池串联连接，其输出功率为50KW，输出电压为480V,输出电流为100A。
作为优化：所述双向DC/DC变换电路输出直流电压范围为648～852V。
作为优化：所述双向DC/AC变换电路可以直流电和交流电互为转换，采用电压源型变换电路稳定的输出电压，双向DC/AC变换电路输出线电压为380V，误差正负10％，频率50Hz，误差正负0.2，功率管的型号为MII75-12A3，其额定频率为20kHz，最大频率为30kHz，最大电流为90A，最大电压为1200V。
作为优化：所述储能装置采样电路具体包括温度采样电路、电流采样电路、电压采样电路；所述温度采样电路是将PTIOO温度传感器获取的信息送到控制器中处理，所述电流采样电路是将霍尔传感器LAH25-NP采集到的电流信号加载到电阻上转化为电压信号电压送到控制器中处理，所述电压采样电路将采集到锂电池的电压信号通过电压分压电路送到控制器中处理。
作为优化：所述DSP控制器通过计算产生PWM信号通过所述PWM驱动电路，产生+15V的高电平和-5V的低电平信号，实现对DC/DC、DC/AC变换电路的控制。
有益效果：本实用新型与现有技术相比，揭示的一种微电网储能控制系统，结构简单，控制灵活、系统工作安全、可靠、环保。
本实用新型的储能装置为锂电池，锂电池以单体电量足、功率密度高、能量密度大、安全性能高、体积小、价格低廉等特点成为储能装置的首选装置。
本实用新型的DSP控制器为TMS320F28335芯片，TMS320F28335芯片是TI公司推出的一款功能强大的32位DSP芯片,该芯片具有精度高、功耗低、外设集成度高,数据存储空间大、A/D转换快速精确、软件开发周期短等优点。TMS320F28335运算速度达到150MHz，采用内部1.8V、外部3.3V的供电方式，功耗很低，具有强大的数字处理功能，适用于需要处理大批量数字信号的控制系统。
本实用新型中的滤波电路为LC滤波，电路简单、实现方便、滤波效果好。
附图说明
图1是本实用新型微电网储能控制系统结构图；
图2是本实用新型的双向DC/DC变换电路；
图3是本实用新型的双向DC/AC变换电路。
具体实施方式
下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。
如图1所示，包括储能装置主电路、储能装置控制电路、滤波电路、静态开关、交流母线等。所述储能装置主电路包含储能装置、双向DC/DC变换电路、双向DC/AC变换电路。所述储能装置控制电路包含DSPACE1104控制器、PWM驱动电路、储能装置采样电路、DC/DC、DC/AC变换器电压电流检测电路。所述滤波电路为LC滤波。
其工作原理为：储能装置控制器将采集到锂电池的电压、电流、温度，DC/DC、DC/AC变换电路输入输出侧的电压、电流等信息进行计算和处理，生成多路PWM信号,控制双向DC/DC和DC/AC变换电路中的功率管的开关频率，实现对储能装置工作模式与状态的控制。双向DC/DC变换电路输出的稳定直流电送到双向DC/AC变换电路，经过LC滤波电路后得到380V的交流电，给一般负载供电,最后通过静态开关与配电网连接。
如图2所示，蓄电池输出的电能是一种不稳定的电能，必须要经过电力电子变换电路处理以后，才能接入交流母线。DC/DC变换电路可以稳定蓄电池的输出电压，并调节蓄电池的储能及释能，电路形式选择双向半桥变换电路，采用限功率恒流/恒压方式充、放电。
具体说来：V为锂电池输出电压,R为锂电池的等效内阻,C1为滤波电容，L为储能电感,S1、S2为功率开关器件。当双向DC/DC变换电路工作在Boost状态,储能装置为放电模式，能量由锂电池流向负载；当双向DC/DC变换电路工作在Buck状态,储能装置为充电模式，能量由交流电网流向锂电池。双向DC/DC变换电路输出直流电压范围为648～852V。
如图3所示：所述双向DC/AC变换电路，可以直流电和交流电互为转换，因为需要稳定的输出电压，采用电压源型变换电路。
具体说来：功率管的型号为MII75-12A3，其额定频率为20kHz，最大频率为30kHz，最大电流为90A，最大电压为1200V。C1为滤波电容,470uF；L1为滤波电感,1mH；R1电阻很小,可忽略不计；ZL为各类交流负载，Zn为线路参数。双向DC/AC变换电路输出线电压为380V，误差正负10％，频率50Hz，误差正负0.2。
本实用新型的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本实用新型的教示及揭示而作种种不背离本实用新型精神的替换及修饰，因此，本实用新型保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本实用新型的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。
Claims (6)
1.一种微电网储能控制系统，其特征在于：包括储能装置主电路、储能装置控制电路、滤波电路、静态开关、交流母线；所述储能装置主电路包含储能装置、双向DC/DC变换电路、双向DC/AC变换电路；所述储能装置控制电路包含DSP控制器、PWM驱动电路、储能装置采样电路、电压电流检测电路；所述滤波电路为LC滤波；
所述储能装置采样电路通过温度、电流、电压传感器采集锂电池组的温度信号、充放电信号、电压信号送到控制器进行处理；
所述双向DC/DC变换电路与所述储能装置连接，稳定蓄电池的输出电压，并调节蓄电池的储能及释能，电路形式选择双向半桥变换电路，采用限功率恒流/恒压方式充、放电；
所述DSP控制器为TMS320F28335芯片，对采集和检测到的各种信息进行计算、处理，生成PWM信号,控制双向DC/DC和DC/AC变换电路,进而对储能装置的工作模式进行切换；
所述电压电流检测电路通过采集DC/DC、DC/AC变换侧的交直流电压、电流信号送到控制器处理；
所述交流母线为380V，交流母线给一般负荷供电，交流母线通过微网并网开关与微电网连接。
2.根据权利要求1所述的微电网储能控制系统，其特征在于：所述储能装置为锂电池，共选用150块单体额定容量50Ah、额定电压3.2V电池串联连接，其输出功率为50KW，输出电压为480V,输出电流为100A。
3.根据权利要求1所述的微电网储能控制系统，其特征在于：所述双向DC/DC变换电路输出直流电压范围为648～852V。
4.根据权利要求1所述的微电网储能控制系统，其特征在于：所述双向DC/AC 变换电路可以直流电和交流电互为转换，采用电压源型变换电路稳定的输出电压，双向DC/AC变换电路输出线电压为380V，误差正负10％，频率50Hz，误差正负0.2，功率管的型号为MII75-12A3，其额定频率为20kHz，最大频率为30kHz，最大电流为90A，最大电压为1200V。
5.根据权利要求1所述的微电网储能控制系统，其特征在于：所述储能装置采样电路具体包括温度采样电路、电流采样电路、电压采样电路；所述温度采样电路是将PTIOO温度传感器获取的信息送到控制器中处理，所述电流采样电路是将霍尔传感器LAH25-NP采集到的电流信号加载到电阻上转化为电压信号电压送到控制器中处理，所述电压采样电路将采集到锂电池的电压信号通过电压分压电路送到控制器中处理。
6.根据权利要求1所述的微电网储能控制系统，其特征在于：所述DSP控制器通过计算产生PWM信号通过所述PWM驱动电路，产生+15V的高电平和-5V的低电平信号，实现对DC/DC、DC/AC变换电路的控制。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108336597A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-07-27 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种智能插座及其测控方法 |
| US11594883B2 (en) * | 2018-01-23 | 2023-02-28 | Tdk Corporation | Direct current power supplying system |
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