CN213279275U - 一种用于三相电的双向储能变流器控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于三相电的双向储能变流器控制系统，通过提出一种用于三相电的双向储能变流器控制系统，所述双向储能变流器控制系统包括主控制单元以及连接主控制单元的逻辑控制组件、通信模组、模拟量采集组件、PWM调制电路和储存设备；采用双架构冗余设计，非灾难故障支持唤醒，对状态信息保全完整，方便查询维护，故障定位分析清晰，电路结构简单，方便布局，使用灵活多变。适用于多种不同功率段的三相变流系统。旨在解决现有技术中存在的现有双向储能变流器的能量转换与调度没有统一系统进行管理的技术问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及新能源电力电子控制设备技术领域，尤其涉及一种用于三相电的双向储能变流器控制系统。
背景技术
储能变流器利用电力电子技术对电压、电流进行变换，实现能量双向传输，满足平滑过渡、削峰填谷、调频调压等功能。可以使太阳能、风能、微电网发出电能质量平滑输出，减少随机性、间歇性、波动性给电网和用户带来的冲击，在电力行业，特别是新能源行业具有重要的作用。
电力电子器件比如断路器、接触器、IGBT、电抗器、电容器大多属于被动原部件，必须依托具有智能控制的系统，在一定逻辑算法下实现能量转换、调度等功能。因此，如何设计一种用于三相电的双向储能变流器控制系统实现能量转换与调度，是一个亟需解决的技术问题。
上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种用于三相电的双向储能变流器控制系统，旨在解决现有技术中存在的现有双向储能变流器的能量转换与调度没有统一系统进行管理的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型提出一种用于三相电的双向储能变流器控制系统，所述双向储能变流器控制系统包括主控制单元以及连接主控制单元的逻辑控制组件、通信模组、模拟量采集组件、PWM调制电路和储存设备；其中：
所述主控制单元接收通信模组下发的控制指令并传输至逻辑控制组件、模拟量采集组件和PWM调制电路，并将逻辑控制组件、模拟量采集组件和PWM调制电路采集的运行参数存储至储存设备，或通过通信模组进行数据上传；
所述模拟量采集组件包括依次连接的模拟信号调理电路、滤波电路和信号转换电路，实时采集外部模拟信号上传至主控制单元；
所述PWM调制电路连接储能变流器内的IGBT，采集IGBT状态数据并控制IGBT进行功率变换；
所述逻辑控制组件接收主控制单元下发的控制指令，控制电气件的接入运行。
优选的，一种用于三相电的双向储能变流器控制系统，所述主控制单元包括通过通信总线相互连接的FPGA阵列控制电路和ARM处理器，两者冗余连接设置；其中：
所述FPGA阵列控制电路分别连接控制模拟量采集组件、逻辑控制组件和PWM调整电路的运行，进行数据采集和指令下发，并通过连接储存设备实现采集数据的存储；
所述ARM处理器分别连接储存设备和通信模组，进行采集数据的上传以及控制指令的接收与存储。
优选的，一种用于三相电的双向储能变流器控制系统，所述模拟量采集组件连接模拟量采集器件，进行储能变流器的运行数据采集；其中，所述模拟量采集器件包括电压传感器和/或电流传感器和/或温湿度传感器。
优选的，一种用于三相电的双向储能变流器控制系统，所述逻辑控制组件根据控制指令连接控制电气件的运行，所述电气件包括断路器和/或接触器和/或滤波器和/或加热器和/或散热风机。
优选的，一种用于三相电的双向储能变流器控制系统，所述通信模组集成以太网模块、RS485通信总线、RS232通信总线和CAN总线实现主控制器的数据传输与指令下发。
优选的，一种用于三相电的双向储能变流器控制系统，所述储存设备包括相互备份的NAND-FLASH设备电路和SRAM设备电路。
优选的，一种用于三相电的双向储能变流器控制系统，所述双向储能变流器控制系统还包括通过通信模组与主控制单元通信连接的远程终端，用以实时接收查看主控制单元上传的储能变流器运行数据，下发控制指令。
本实用新型中，通过提出一种用于三相电的双向储能变流器控制系统，所述双向储能变流器控制系统包括主控制单元以及连接主控制单元的逻辑控制组件、通信模组、模拟量采集组件、PWM调制电路和储存设备；采用双架构冗余设计，非灾难故障支持唤醒，对状态信息保全完整，方便查询维护，故障定位分析清晰，电路结构简单，方便布局，使用灵活多变。适用于多种不同功率段的三相变流系统。旨在解决现有技术中存在的现有双向储能变流器的能量转换与调度没有统一系统进行管理的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本实用新型提出的一种用于三相电的双向储能变流器控制系统的第一种电路结构示意图；
图2为本实用新型提出的一种用于三相电的双向储能变流器控制系统的第二种电路结构示意图；
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提出了一种实施例，参照图1，图1为本实用新型提出的一种用于三相电的双向储能变流器控制系统的第一种电路结构示意图。
如图1所示，在本实施例中，一种用于三相电的双向储能变流器控制系统，本系统包含主控制单元，模拟量采集单元，储存单元，逻辑管理控制单元，PWM调制单元，通信单元。
主控制单元由FPGA(现场可编程逻辑门阵列)和ARM处理器一起构成，FPGA与ARM之间通过总线通信，负责各个单元的连接交互，事件处理，控制运算，通信管理。该架构做到控制运算和通信分离，互不干涉，具备冗余设计功能，可做到偶发故障恢复唤醒。
模拟量采集单元，包含模拟信号调理电路，滤波电路，信号转换电路，用于外部模拟信号的实时采集，比如电压，电流，温度，湿度。信号的种类可以多样，可以适配各种传感器类型。
储存单元，包含NAND-FLASH，SRAM, 完成故障日志，操作日志，参数日志，运行状态，波形记录等功能。两种类别的储存器，对重要的信息互为备份，掉电不丢失。
逻辑管理控制单元负责电气件如断路器、接触器、滤波器、加热器、散热风机等的开关控制和反馈控制。开关控制具备继电器和MOS两种驱动方式，具备光耦隔离能力。
PWM调制单元，负责控制IGBT进行功率变换，IGBT的状态检测。
通信单元,由ARM子单元单独管理，集成以太网，RS485，RS232，CAN总线等通信方式。通信方式集中，适应于工业设备中普遍的通信方式。
在另一个具体实施例中，如图2所示，包含主控制单元，模拟量采集单元，储存单元，逻辑管理控制单元，PWM调制单元，通信单元，主控器的FPGA模块负载外围的数据采集管理，根据当前状态的数据信息，生成对应的逻辑指令到逻辑控制单元，管理外部的电气执行单元。生成对应的算法指令到PWM调试单元，控制IGBT按照正常的发波方式执行。生产对应的状态指令到ARM模块，ARM模块收到FPGA模块的状态数据信息后，进行数据存储功能。同时管理通信单元，将输出传给终端。
现有技术方案中，MCU单元仅包含一块DSP或者ARM等一片CPU，无法做到系统冗余设计，一旦MCU受电源、环境干扰等因素出现不稳定的情况，就会出现无法工作的状态。对系统的运行信息颇为简单，且系统不配置历史故障信息储存，不支持实时波形记录，对故障难以定位分析。通信方式单一，集成度不高，结构设计复杂。通过本实施例，能够满足双架构冗余设计，非灾难故障支持唤醒，对状态信息保全完整，方便查询维护，故障定位分析清晰，电路结构简单，方便布局，使用灵活多变。适用于多种不同功率段的三相变流系统。旨在解决现有技术中存在的现有双向储能变流器的能量转换与调度没有统一系统进行管理的技术问题。
本实用新型所揭露的方法、系统和模块，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的实施例仅是示意性的，例如，所述模块的划分，可以仅仅是一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以说通过一些接口，系统或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种用于三相电的双向储能变流器控制系统，其特征在于，所述双向储能变流器控制系统包括主控制单元以及连接主控制单元的逻辑控制组件、通信模组、模拟量采集组件、PWM调制电路和储存设备；其中：
所述主控制单元接收通信模组下发的控制指令并传输至逻辑控制组件、模拟量采集组件和PWM调制电路，并将逻辑控制组件、模拟量采集组件和PWM调制电路采集的运行参数存储至储存设备，或通过通信模组进行数据上传；
所述模拟量采集组件包括依次连接的模拟信号调理电路、滤波电路和信号转换电路，实时采集外部模拟信号上传至主控制单元；
所述PWM调制电路连接储能变流器内的IGBT，采集IGBT状态数据并控制IGBT进行功率变换；
所述逻辑控制组件接收主控制单元下发的控制指令，控制电气件的接入运行。
2.如权利要求1所述的一种用于三相电的双向储能变流器控制系统，其特征在于，所述主控制单元包括通过通信总线相互连接的FPGA阵列控制电路和ARM处理器，两者冗余连接设置；其中：
所述FPGA阵列控制电路分别连接控制模拟量采集组件、逻辑控制组件和PWM调整电路的运行，进行数据采集和指令下发，并通过连接储存设备实现采集数据的存储；
所述ARM处理器分别连接储存设备和通信模组，进行采集数据的上传以及控制指令的接收与存储。
3.如权利要求1所述的一种用于三相电的双向储能变流器控制系统，其特征在于，所述模拟量采集组件连接模拟量采集器件，进行储能变流器的运行数据采集；其中，所述模拟量采集器件包括电压传感器和/或电流传感器和/或温湿度传感器。
4.如权利要求1所述的一种用于三相电的双向储能变流器控制系统，其特征在于，所述逻辑控制组件根据控制指令连接控制电气件的运行，所述电气件包括断路器和/或接触器和/或滤波器和/或加热器和/或散热风机。
5.如权利要求4所述的一种用于三相电的双向储能变流器控制系统，其特征在于，所述通信模组集成以太网模块、RS485通信总线、RS232通信总线和CAN总线实现主控制器的数据传输与指令下发。
6.如权利要求1所述的一种用于三相电的双向储能变流器控制系统，其特征在于，所述储存设备包括相互备份的NAND-FLASH设备电路和SRAM设备电路。
7.如权利要求1所述的一种用于三相电的双向储能变流器控制系统，其特征在于，所述双向储能变流器控制系统还包括通过通信模组与主控制单元通信连接的远程终端，用以实时接收查看主控制单元上传的储能变流器运行数据，下发控制指令。
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Cited By (1)
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| CN113783252A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-12-10 | 四川科陆新能电气有限公司 | 一种用于电池簇间均衡的虚拟内阻调节装置 |
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2020
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| CN113783252B (zh) * | 2021-08-26 | 2024-04-16 | 四川科陆新能电气有限公司 | 一种用于电池簇间均衡的虚拟内阻调节装置 |
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