CN208316343U - 一种蓄电池放电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及蓄电池放电技术领域，特别是一种蓄电池放电装置，该放电装置包括第一逆变单元、第二逆变单元、第三逆变单元和用于连接三相电网的三相线路，其中，第一逆变单元、第二逆变单元和第三逆变单元均设置有用于连接蓄电池正负极的直流输入端；该三相线路包括U相线、V相线和W相线，对应连接三相电网；该第一逆变单元、第二逆变单元和第三逆变单元的各交流输出端分别对应连接U相线、V相线和W相线，保证蓄电池向三相电网进行并网放电时，放电能量能够被均匀的输送至三相电网中，防止三相电网间电压不平衡现象的出现，避免破坏三相电网间的平衡程度。

Description

一种蓄电池放电装置

技术领域

本实用新型涉及蓄电池放电技术领域，特别是一种蓄电池放电装置。

背景技术

蓄电池作为变电站直流操作系统的核心设备每年都需要按照计划进行放电实验。目前，变电站蓄电池放电都是采用PTC电阻放电进行，该种放电方式将蓄电池内的电能全部转化为PTC电阻的热能，PTC电阻放电时，电能完全转化为热量，没有能量回馈，不节能、不环保；由于PTC电阻的自身特性，放电时电阻自身产生较高温度，对放电环境，如放电装置出风口到墙面距离、有无通风条件等有特殊要求。

有中国专利公告号为CN202550614U的专利文献公开了一种蓄电池组离线放电装置，包括，包括用于辅助供电的蓄电池组，还包括逆变回馈放电装置，逆变回馈放电装置的电源输入端连接蓄电池组的电源输出端，逆变回馈放电装置的电源输出端连接电网供电模块。蓄电池组的电源输入端通过蓄电池输入开关连接供电接口。其中逆变反馈放电装置包括输入EMI电路，该输入EMI电路连接DC/DC变换器，该DC/DC变换器连接DC/AC变换器，该DC/AC变换器连接输出EMI电路，该输出EMI电路连接电网，通过采样电路采样，并通过微型处理器处理采样数据，最终由控制模块通过相应的保护电路控制DC/DC变换器和DC/AC变换器，完成蓄电池组向电网的放电工作，采用上述技术方案既能有效回收蓄电池组的电能、节约能源，又能减少设备投资、设备维护的费用，适用于发电厂、变电站、通讯机房直流屏等配有大容量蓄电池组的配电系统中。但是上述技术方案中并没有指出逆变回馈装置是如何接入电网的，若是接入电网单相，则对于放电电流较大或者蓄电池容量较大的变电站，无法保证蓄电池组的能量被均匀的输送至电网中，从而可能造成电网间的电压不平衡，破坏电网间的不平衡程度。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种蓄电池放电装置，用以解决蓄电池对三相电网进行并网放电时无法保证能量的均匀输送导致电网间平衡程度降低的问题。

为了保证蓄电池向三相电网进行并网放电时，放电能量能够被均匀的输送至三相电网中，防止三相电网间电压不平衡现象的出现，避免破坏三相电网间的平衡程度，本实用新型的提供一种蓄电池放电装置，所述放电装置包括第一逆变单元、第二逆变单元、第三逆变单元和用于连接三相电网的三相线路，所述第一逆变单元、第二逆变单元和第三逆变单元均设置有用于连接蓄电池正负极的直流输入端；所述三相线路包括U相线、V相线和W相线，所述第一逆变单元、第二逆变单元和第三逆变单元的各交流输出端分别对应连接U相线、V相线和W相线。

进一步地，为了实现将蓄电池的直流转变为交流，所述第一逆变单元、第二逆变单元和第三逆变单元均包括DC/DC模块和DC/AC模块，各DC/DC模块均设置有用于连接蓄电池正负极的所述直流输入端；各DC/DC模块的输出端均通过直流母线连接对应的DC/AC模块，各DC/AC模块的各交流输出端分别对应连接U相线、V相线和W相线。

进一步地，为了实现蓄电池的直流转交流，且尽可能的简化电路设置，所述第一逆变单元、第二逆变单元和第三逆变单元均包括DC/AC模块，各DC/AC模块的各交流输出端分别对应连接U相线、V相线和W相线；所述第一逆变单元、第二逆变单元和第三逆变单元的各直流输入端通过DC/DC模块的输入端连接蓄电池正负极，所述DC/DC模块的输出端通过直流母线连接各DC/AC模块。

进一步地，为了便于对该蓄电池放电装置进行监控和控制，所述放电装置还包括控制模块，所述控制模块的输出端连接各DC/DC模块和各DC/AC模块，所述控制模块用于通信连接后台监控装置。

进一步地，为了使得装置效率高、发热少，同时有效地阻断电网交流侧对蓄电池侧的影响，防止交流侧故障对蓄电池侧的影响，各DC/DC模块均包括第一移相全桥电路、隔离升压电路和全桥整流电路，所述第一移相全桥电路由4个反并联二极管的功率MOSFET构成，所述第一移相全桥电路的第一输出端通过第一电感连接所述隔离升压电路的原边的一端，所述第一移相全桥电路的第二输出端通过第一电容连接所述隔离升压电路的原边的另一端；所述隔离升压电路的副边连接所述全桥整流电路的输入端，所述全桥整流电路的正极输出端通过第二电感连接直流母线的正极。

进一步地，为了降低装置对蓄电池端的反灌纹波电压，各DC/DC模块均为还包括噪声抑制电路的DC/DC模块，所述噪声抑制电路包括第二电容和第三电容，所述第二电容和所述第三电容并联设置在蓄电池的直流输出端的正负极之间。

进一步地，为了降低装置中DC/AC模块的开关频率、噪声和减小感性器件体积，各DC/AC模块均包括第二移相全桥电路和滤波电路，所述第二移相全桥电路的输入端连接直流母线的正负极，所述滤波电路为LCL型滤波电路。

进一步地，为了实现DC/DC模块与DC/AC模块解耦，使得两个模块的控制相对简单独立，所述直流母线的正负极之间接有电解电容。

附图说明

图1是一种蓄电池放电装置的示意图；

图2是一种蓄电池放电装置的原理图；

图3是一种蓄电池放电装置的DC/DC模块的主电路拓扑示意图；

图4是一种蓄电池放电装置的DC/AC模块的主电路拓扑示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

本实用新型提供一种蓄电池放电装置，如图1所示，包括蓄电池、第一逆变单元、第二逆变单元、第三逆变单元和用于连接三相电网的三相线路，其中上述蓄电池的直流输出端连接第一逆变单元的直流输入端、第二逆变单元的直流输入端和第三逆变单元的直流输入端。

上述的三相电路为用于连接三相四路电网的电路接口，包括N线、U线、V线和W线，其中上述的第一逆变单元包括有正负向的输出端，其负向输出端接入N线，其正向输出端接入U线；上述的第二逆变单元也包括有正负向的输出端，其负向输出端接入N线，其正向输出端接入V线；上述的第三逆变单元包括有正负向的输出端，其负向输出端接入N线，其正向输出端接入W线。

上述各逆变单元可以为均包括DC/DC模块和DC/AC模块的形式，也可以是只包括DC/AC模块，所有的DC/AC模块连接一个DC/DC模块的形式；优选的是，上述的第一逆变单元包括第一DC/DC模块和第一DC/AC模块，其中上述第一逆变单元的直流输入端即为第一DC/DC模块的直流输入端，该第一DC/DC模块的直流输出端通过直流母线连接第一DC/AC模块的直流输入端，该第一DC/AC模块设置有正负向输出端即对应上述的第一逆变单元的正负向输出端；上述的第二逆变单元包括第二DC/DC模块和第二DC/AC模块，其中上述第二逆变单元的直流输入端即为第二DC/DC模块的直流输入端，该第二DC/DC模块的直流输出端通过直流母线连接第二DC/AC模块的直流输入端，该第二DC/AC模块设置有正负向输出端即对应上述的第二逆变单元的正负向输出端；上述的第三逆变单元包括第三DC/DC模块和第三DC/AC模块，其中上述第三逆变单元的直流输入端即为第三DC/DC模块的直流输入端，该第三DC/DC模块的直流输出端通过直流母线连接第三DC/AC模块的直流输入端，该第三DC/AC模块设置有正负向输出端即对应上述的第三逆变单元的正负向输出端。

上述每个逆变单元都为包括一个DC/DC模块和一个DC/AC模块的单元，除此之外，该放电装置还应包括控制模块，控制模块可以为每个逆变单元设置一个，也可以三个逆变单元共同设置一个，优选的是，如图2所示，每个逆变单元设置有一个控制模块，各控制模块的输出端连接各DC/DC模块和DC/AC模块，各控制模块可以通过无线通信的方式与后台的监控装置进行通信连接，以方便后台控制和监控；另外，根据需求各控制模块还可以通过人机接口与现场的控制设备，如触摸板之类的设备进行连接，以方便现场控制和监控。

如图3所示，为DC/DC模块的主电路拓扑，该蓄电池的电压为110VDC或220VDC，甚至更高，通过电压转换为400VDC母线电压。上述的各DC/DC模块均包括第一移相全桥电路、隔离升压电路和全桥整流电路，其中，第一移相全桥电路由4个反并联二极管的功率MOSFET构成，该第一移相全桥电路的第一输出端通过第一电感连接上述隔离升压电路的原边的一端，该第一移相全桥电路的第二输出端通过第一电容连接上述隔离升压电路的原边的另一端；该隔离升压电路的副边连接上述全桥整流电路的输入端，该全桥整流电路的正极输出端通过第二电感连接直流母线的正极。

该DC/DC模块还包括噪声抑制电路，其中，噪声抑制电路包括第二电容和第三电容，第二电容和第三电容并联设置在蓄电池的直流输入端的正负极之间，以降低装置对蓄电池端的反灌纹波电压。同时，在DC/DC模块输出端之后的直流母线的正负极之间接有电解电容，以实现DC/DC模块与DC/AC模块解耦，使得两个模块的控制相对简单独立。

如图4所示，为DC/AC模块的主电路拓扑，将400VDC母线电压变换为交流的220VAC或380VAC，实现并网。上述的各DC/AC模块均为全桥LCL型并网逆变电路，包括第二移相全桥电路和LCL型滤波电路，其中，各全桥LCL型并网逆变电路的各第二移相全桥电路的输入端连接直流母线的正负极，该各全桥LCL型并网逆变电路的负向输出端通过控制开关接入N线。第一逆变单元的第一全桥LCL型并网逆变电路的正向输出端连接U线，第二逆变单元的第二全桥LCL型并网逆变电路的正向输出端连接V线，第三逆变单元的第三全桥LCL型并网逆变电路的正向输出端连接W线。采用单机倍频技术，具有开关频率低、噪声小、感性器件体积小等特点，将400VDC直流母线逆变为380VAC交流并实现并网输出。

根据需要，上述各DC/AC单元输出端和三相电网之间还可以设有EMI滤波，可以有效降低放电装置输出电流谐波值。

以上给出了本实用新型涉及的具体实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。在本实用新型的基本思路在于通过设置三个逆变单元和三相线路，将蓄电池的电能并入三相电网中，实现大电量蓄电池或放电电流较大的蓄电池的并网放电，对于具体的控制策略并不做限定性要求，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种蓄电池放电装置，其特征在于，所述放电装置包括第一逆变单元、第二逆变单元、第三逆变单元和用于连接三相电网的三相线路，所述第一逆变单元、第二逆变单元和第三逆变单元均设置有用于连接蓄电池正负极的直流输入端；所述三相线路包括U相线、V相线和W相线，所述第一逆变单元、第二逆变单元和第三逆变单元的各交流输出端分别对应连接U相线、V相线和W相线。

2.根据权利要求1所述的蓄电池放电装置，其特征在于，所述第一逆变单元、第二逆变单元和第三逆变单元均包括DC/DC模块和DC/AC模块，各DC/DC模块均设置有用于连接蓄电池正负极的所述直流输入端；各DC/DC模块的输出端均通过直流母线连接对应的DC/AC模块，各DC/AC模块的各交流输出端分别对应连接U相线、V相线和W相线。

3.根据权利要求1所述的蓄电池放电装置，其特征在于，所述第一逆变单元、第二逆变单元和第三逆变单元均包括DC/AC模块，各DC/AC模块的各交流输出端分别对应连接U相线、V相线和W相线；所述第一逆变单元、第二逆变单元和第三逆变单元的各直流输入端通过DC/DC模块的输入端连接蓄电池正负极，所述DC/DC模块的输出端通过直流母线连接各DC/AC模块。

4.根据权利要求2所述的蓄电池放电装置，其特征在于，所述放电装置还包括控制模块，所述控制模块的输出端连接各DC/DC模块和各DC/AC模块，所述控制模块用于通信连接后台监控装置。

5.根据权利要求4所述的蓄电池放电装置，其特征在于，各DC/DC模块均包括第一移相全桥电路、隔离升压电路和全桥整流电路，所述第一移相全桥电路由4个反并联二极管的功率MOSFET构成，所述第一移相全桥电路的第一输出端通过第一电感连接所述隔离升压电路的原边的一端，所述第一移相全桥电路的第二输出端通过第一电容连接所述隔离升压电路的原边的另一端；所述隔离升压电路的副边连接所述全桥整流电路的输入端，所述全桥整流电路的正极输出端通过第二电感连接直流母线的正极。

6.根据权利要求5所述的蓄电池放电装置，其特征在于，各DC/DC模块均还包括噪声抑制电路，所述噪声抑制电路包括第二电容和第三电容，所述第二电容和所述第三电容并联设置在蓄电池的直流输出端的正负极之间。

7.根据权利要求4所述的蓄电池放电装置，其特征在于，各DC/AC模块均包括第二移相全桥电路和滤波电路，所述第二移相全桥电路的输入端连接直流母线的正负极，所述滤波电路为LCL型滤波电路。

8.根据权利要求2、3、4、5、6或7所述的蓄电池放电装置，其特征在于，所述直流母线的正负极之间接有电解电容。