CN209389724U

CN209389724U - 虚拟同步发电机储能控制系统

Info

Publication number: CN209389724U
Application number: CN201821993588.5U
Authority: CN
Inventors: 颜景斌; 李臣伟; 赵耀
Original assignee: Harbin University of Science and Technology
Current assignee: Harbin University of Science and Technology
Priority date: 2018-11-30
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2019-09-13
Anticipated expiration: 2028-11-30

Abstract

本实用新型涉及储能控制技术领域，具体的说是涉及虚拟同步发电机储能系统控制。基于该储能控制系统包括：电网、虚拟同步发电机、分布式电源、DC/DC变换器、功率检测模块、PWM控制模块、微控制器、电压电流采样模块、保护模块1、保护模块2和电池储能模块。本实用新型可以将能量储存到储能电池中也可将储能电池的能量投入到电网中使用，当该储能控制系统出现故障时所述的保护模块会起到保护作用大大的提高系统安全性，同时该储能控制系统对储能电池两端的电压进行管理减少了储能电池的损耗。

Description

虚拟同步发电机储能控制系统

技术领域

本实用新型涉及储能控制技术领域，具体的说是涉及虚拟同步发电机储能系统控制。

背景技术

随着可再生能源和智能电网产业的迅速崛起，风能和太阳能成为新能源发电的绝对主力，但均具有波动大、难预测等特点，而电池储能具有调度响应快、配置灵活、控制精准、环境友好等特点，成为新能源发电的最佳搭档，储能技术成为万众瞩目的焦点。

在储能电池充电和放电的过程中会因为电池的过度放电形成深度放电影响电池的使用寿命也因为电池的过度充电对造成损伤，储能控制系统的保护也对储能电池充放电安全问题非常重要，并且在如何提高储能电池的充放电效率的问题也需要解决。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种虚拟同步发电机储能系统控制，以克服和改善在储能方面出现的问题。

本实用新型采取以下技术方案来实现：一种基于虚拟同步发电机储能控制系统，该系统包括：电网、虚拟同步发电机、分布式电源、DC/DC变换器、功率检测模块、PWM控制模块、微控制器、电压电流采样模块、保护模块1、保护模块2和电池储能模块，所述的分布式电源的输出端与保护模块1相连；所述的保护模块1的输出端与DC/DC变换器相连；所述的DC/DC变换器的输出端与虚拟同步发电机和保护模块2相连；所述的虚拟同步发电机的输出端与电网相连；所述的电网的输出端与功率检测模块相连；所述的功率检测模块的输出端与微控制器相连；所述的保护模块2的输出端与DC/DC变换器和电池储能模块相连；所述的电池储能模块的输出端也与保护模块相连；所述的DC/DC变换器和电池储能模块之间连有电压、电流采样模块；所述的电压、电流采样模块的输出端连接着微控制器；所述的微控制器的输出端分别与保护模块1、保护模块2和PWM控制模块相连接；所述的PWM控制模块的输出端与DC/DC变换器相连。

本实用新型的一步优化，所述的储能电池采用的是具有比能量高、能用大电流充放电、使用寿命长、较经济实等优点用的钠硫电池。

本实用新型的一步优化，所述的微控制器采用的是STC12C5A60S2单片机对储能电池的充电、放电进行管理和控制。

本实用新型的一步优化，所述的DC/DC变换器采用的是具有该高效率、结构简单，开关器件少并且可以进行双向的能量传输的非隔离式的双向DC/DC变换器。

本实用新型的一步优化，所述的PWM控制模块采用的PWM控制器为SG3525简单方便可靠且驱动能力强。

本实用新型的有益效果：本实用新型可根据电网功率的变化来控制储能电池的充放电过程，通过检测储能电池的电压、电流值来与设定的电压、电流值作比较来减少储能电池的损耗，同时当检测出控制电路中的电压、电流长时间出现问题时可通过保护模块来保护电路减少不必要的损耗。

附图说明

为更清楚的说明本实用新型所提的虚拟同步发电机储能控制系统，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型实施例提供的基于虚拟同步发电机储能控制系统的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的基于虚拟同步发电机储能控制系统的电路原理图。

具体实施方式

下面结合实施例并参照附图对本实用新型作进一步详细描述。

结合图1说明本实施方式，本实用新型实施例所述的是虚拟同步发电机储能控制系统，该系统包括：电网、虚拟同步发电机、分布式电源、DC/DC变换器、功率检测模块、PWM控制模块、微控制器、电压电流采样模块、保护模块1、保护模块2和电池储能模块，所述的分布式电源的输出端与保护模块1相连；所述的保护模块1的输出端与DC/DC变换器相连；所述的DC/DC变换器的输出端与虚拟同步发电机和保护模块2相连；所述的虚拟同步发电机的输出端与电网相连；所述的电网的输出端与功率检测模块相连；所述的功率检测模块的输出端与微控制器相连；所述的保护模块2的输出端与DC/DC变换器和电池储能模块相连；所述的电池储能模块的输出端也与保护模块相连；所述的DC/DC变换器和电池储能模块之间连有电压、电流采样模块；所述的电压、电流采样模块的输出端连接着微控制器；所述的微控制器的输出端分别与保护模块1、保护模块2和PWM控制模块相连接；所述的PWM控制模块的输出端与DC/DC变换器相连。该系统通过加入微控制器管理储能电池两端的电压，有效的减少了电池的深度放电和过度充电的现象，从而减小了储能电池的损耗；并且系统中加入的保护模块1和保护模块2可以有效的对该系统进行保护提高系统安全运行的能力；同时系统采用的是非隔离式的DC/DC转换器大大的提高了储能电池的输出功率。

结合图1、2说明本实施方式，本实用新型实施例的工作原理：

当功率检测模块检测到电网的功率不足时，微控制器控制PWM控制模块驱动MOSFET的开关使电路处于Boost模式储能电池放电；当功率检测模块检测到电网的功率充足时，微控制器控制PWM控制模块驱动MOSFET的开关使电路处于Buck模式储能电池充电。

当储能电池放电时，若系统的电压、电流采样模块测得储能电池两端的电压小于该储能电池放电终止电压，微控制器控制PWM控制模块驱动MOSFET使其关断，停止放电；当储能电池充电时，若系统的电压、电流采样模块测得储能电池两端的电压不变且充电电流小于设定值，微控制器控制PWM控制模块驱动MOSFET使其关断，停止充电。

若该储能控制系统中电压出于长时间过高并将这一信息传给微控制器，选择保护模块去驱动开关关断进而对系统起到保护作用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，但并非用以限定本实用新型，对于熟悉本领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内都可以做各种改动和修饰，因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims

1.虚拟同步发电机储能控制系统，其特征是所述的虚拟同步发电机储能控制系统包括：电网、虚拟同步发电机、分布式电源、DC/DC变换器、功率检测模块、PWM控制模块、微控制器、电压电流采样模块、保护模块1、保护模块2和电池储能模块，分布式电源的输出端与保护模块1相连，保护模块1的输出端与DC/DC变换器相连，DC/DC变换器的输出端与虚拟同步发电机和保护模块2相连，虚拟同步发电机的输出端与电网相连，电网的输出端与功率检测模块相连，功率检测模块的输出端与微控制器相连，保护模块2的输出端与DC/DC变换器和电池储能模块相连，电池储能模块的输出端也与保护模块相连，DC/DC变换器和电池储能模块之间连有电压、电流采样模块，电压、电流采样模块的输出端连接着微控制器，微控制器的输出端分别与保护模块1、保护模块2和PWM控制模块相连接，PWM控制模块的输出端与DC/DC变换器相连。

2.根据权利要求1所述的虚拟同步发电机储能控制系统，其特征是：所述的储能电池采用的是钠硫电池。

3.根据权利要求1所述的虚拟同步发电机储能控制系统，其特征是：所述的微控制器采用的是STC12C5A60S2单片机对储能电池的充电、放电进行管理和控制。

4.根据权利要求1所述的虚拟同步发电机储能控制系统，其特征是：所述的DC/DC变换器采用的是开关器件少并且可以进行双向的能量传输的非隔离式的双向DC/DC变换器。

5.根据权利要求1所述的虚拟同步发电机储能控制系统，其特征是：所述的PWM控制模块采用的PWM控制器为SG3525。