CN216056824U - 储能变流器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种储能变流器，包括：连接座；开关柜，可拆卸地设置于连接座上，开关柜包括直流隔离开关、交流断路器和直流预充电电路，直流隔离开关与直流预充电电路的输入端相连接，直流隔离开关用于在导通时输入直流信号，交流断路器用于在导通时输出交流信号；功率柜，可拆卸地设置于连接座上，与开关柜相连接，功率柜包括功率模组电路，功率模组电路的输入端与直流预充电电路的输出端相连接，功率模组电路的输出端与交流断路器相连接；控制柜，可拆卸地设置于连接座上，与开关柜和功率柜相连接，控制柜包括主控板，主控板用于控制直流隔离开关、交流断路器和功率模组电路工作，以对直流信号或交流信号进行变流。

Description

储能变流器

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，具体而言，涉及一种储能变流器。

背景技术

储能变流器，是通过直流到交流的双向电能变换，来实现储能电机的驱动和发电控制，其储能变流器直流侧多为1500V系统，这就要求储能变流器必须具备较好的运输能力。

因此，寻求一种能够分体或整体运输的储能变流器成为亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型的第一方面提出一种储能变流器。

有鉴于此，本实用新型的第一方面提供了一种储能变流器，包括：连接座；开关柜，可拆卸地设置于连接座上，开关柜包括直流隔离开关、交流断路器和直流预充电电路，直流隔离开关与直流预充电电路的输入端相连接，直流隔离开关用于在导通时输入直流信号，交流断路器用于在导通时输出交流信号；功率柜，可拆卸地设置于连接座上，与开关柜相连接，功率柜包括功率模组电路，功率模组电路的输入端与直流预充电电路的输出端相连接，功率模组电路的输出端与交流断路器相连接；控制柜，可拆卸地设置于连接座上，与开关柜和功率柜相连接，控制柜包括主控板，主控板用于控制直流隔离开关、交流断路器和功率模组电路工作，以对直流信号或交流信号进行变流。

在该技术方案中，在储能变流器中设置了连接座、开关柜、功率柜、控制柜，开关柜、功率柜、控制柜分别可拆卸地设置于连接座上，且功率柜、开关柜和控制柜之间能相互连接设置。

上述设置方式，方便了储能变流器中各个机柜之间可拆卸。开关柜中设置了，直流隔离开关、交流断路器和直流预充电电路，直流隔离开关与直流预充电电路的输入端相连接，其中，直流隔离开关用于在导通时输入直流信号，交流断路器用于在导通时输出交流信号。功率柜中设置了，功率模组电路，其功率模组电路的输入端与开关柜中直流预充电电路的输出端相连接，功率模组电路的输出端与开关柜中交流断路器相连接。控制柜中设置有主控板，主控板能够根据开关柜、功率柜中各器件的工作状态，来控制包括直流隔离开关、交流断路器和功率模组电路工作，从而实现储能变流功能。

本实用新型的技术方案，通过上述各机柜与连接座之间能可拆卸地连接设置和各机柜内的组成部件之间能可拆卸地连接设置，方便了各柜机与其他柜机之间，能可拆卸地连接和安装，从而保证了本实用新型的储能变流器具备一体和分体运输能力。

需要说明的是，本实用新型的开关柜、功率柜、控制柜各柜机之间具有安装连接孔，机柜之间连接采用快捷端子排，在各机柜拆分时，只需要拔掉快捷段子排即可。

另外，本实用新型提供的上述技术方案中的储能变流器还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，开关柜还包括：母线电路，母线电路与直流隔离开关和直流预充电电路相连接；第一柜体，直流隔离开关、交流断路器、直流预充电电路和母线电路均位于第一柜体内，其中第一柜体上设置有第一指示灯和N个第二指示灯，其中N为大于1的整数，第一指示灯用于指示母线电路的带电情况，N个第二指示灯分别用于指示直流隔离开关、交流断路器和直流预充电电路的带电情况；自取能电源，位于第一柜体内，自取能电源的输入端与母线电路相连接，自取能电源的输出端与第一指示灯相连接。

在该技术方案中，开关柜还设置有母线电路、第一柜体和自取能电源。自取能电源、直流隔离开关、交流断路器、直流预充电电路和母线电路均位于第一柜体内，第一指示灯和N个第二指示灯分别设置于第一柜体上，其中，自取能电源的输入端与母线电路相连接，自取能电源的输出端与第一指示灯相连接。

第一指示灯对母线电路的带电情况进行显示，N个第二指示灯分别对直流隔离开关、交流断路器和直流预充电电路的带电情况进行显示。本实用新型的技术方案中，通过第一指示灯和第二指示灯，对对应电路的带电情况进行显示，使得各电路中的带电情况被直观地显示，保证对储能变流器使用过程中的安全性，也避免了高压指示灯需要将高压接入到机柜门体的弊端。

需要说明的是，开关柜上设置有多个指示灯，指示灯具体包括第一指示灯和N个第二指示灯，N为大于等于的1的正整数，N根据显示需求数量，相对应地设定。

在上述任一技术方案中，母线电路包括第一母线、第二母线和第三母线；功率模组电路包括M个有源中点钳位三电平桥臂，有源中点钳位三电平桥臂包括：开关组件，开关组件与第二母线和交流断路器相连接；第一开关器件，第一开关器件的第一端与第一母线相连接，第一开关器件的第二端与开关组件相连接；第二开关器件，第二开关器件的第一端与开关组件相连接，第二开关器件的第二端与第三母线相连接。

在该技术方案中，母线电路中设置了第一母线、第二母线和第三母线。功率模组电路中设有M个有源中点钳位(Active Neutral Point Clamed，ANPC)三电平桥臂，其有源中点钳位三电平桥臂设置有开关组件、第一开关器件和第二开关器件，其中，第一开关器件的第一端与第一母线相连接，第一开关器件的第二端与开关组件相连接，第二开关器件的第一端与开关组件相连接，第二开关器件的第二端与第三母线相连接。通过上述连接方式，建立了开关柜、功率柜和控制柜之间的连接关系，保证了储能变流器具备一体性和实用性。

在上述任一技术方案中，开关组件包括：第三开关器件，第三开关器件的第一端与第一开关器件的第二端相连接，第三开关器件的第二端与第二母线相连接；第四开关器件，第四开关器件的第一端与第三开关器件和第一开关器件的公共端相连接，第四开关器件的第二端与交流断路器相连接；第五开关器件，第五开关器件的第一端与第三开关器件和第二母线的公共端相连接，第五开关器件的第二端与第二开关器件的第一端相连接；第六开关器件，第六开关器件的第一端与第四开关器件的第二端相连接，第六开关器件的第二端与第二开关的第一端相连接；电流传感器，与第四开关器件和第六开关器件的公共端相连接，用于检测交流电流。

在该技术方案中，开关组件设置有第三开关器件、第四开关器件、第五开关器件、第六开关器件、电流传感器，其电流传感器用于对交流电流进行检测。

其中，第三开关器件的第一端与第一开关器件的第二端相连接，第三开关器件的第二端与第二母线相连接，第四开关器件的第一端与第三开关器件和第一开关器件的公共端相连接，第四开关器件的第二端与交流断路器相连接，第五开关器件的第一端与第三开关器件和第二母线的公共端相连接，第五开关器件的第二端与第二开关器件的第一端相连接，第六开关器件的第一端与第四开关器件的第二端相连接，第六开关器件的第二端与第二开关的第一端相连接，电流传感器与第四开关器件和第六开关器件的公共端相连接。

本实用新型的技术方案，通过对开关组件内各组件的设置方式和其内部组件之间的通信连接关系，保证了开关柜的实用性和分体性。

在上述任一技术方案中，功率柜还包括：第二柜体，功率模组电路位于第二柜体内，第二柜体包括前面板、后面板和顶板，前面板上设置有进风口，后面板和顶板中的任一者上设置有出风口，进风口和出风口之间形成为风道；风机，设置于第二柜体内，且朝向出风口设置。

在该技术方案中，功率柜还设置有第二柜体，将功率模组电路设置于第二柜体内。其第二柜体上设有前面板、后面板和顶板，进风口设置在前面板上，出风口设置在后面板上或顶板上，在朝向出风口方向的第二柜体设置了风机，上述进风口和出风口之间形成了风道，以便于对储能变流器进行散热。

在上述任一技术方案中，第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件、第四开关器件、第五开关器件和第六开关器件均为：绝缘栅双极型晶体管或金属-氧化物半导体场效应晶体管。

在该技术方案中，第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件、第四开关器件、第五开关器件和第六开关器件可以均为绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor，IGBT)；第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件、第四开关器件、第五开关器件和第六开关器件也可以均为金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)。

在上述任一技术方案中，功率柜还包括：光纤端口，光纤端口与有源中点钳位三电平桥臂相连接，光纤端口用于连接驱动信号，驱动信号用于驱动有源中点钳位三电平桥臂；控制电源端口，控制电源端口与风机相连接，控制电源端口与供电控制信号相连接，供电控制信号用于控制风机。

在该技术方案中，功率柜还设置有光纤端口和控制电源端口。光纤端口与有源中点钳位三电平桥臂相连接，控制电源端口与风机相连接。驱动信号，通过该光纤端口，对有源中点钳位三电平桥臂进行驱动，以保证功率模组电路的正常工作；供电控制信号，通过该控制电源端口，对风机进行控制，以保证风机的正常工作。

在上述任一技术方案中，M等于3或M等于6。

在该技术方案中，将功率模组电路中有源中点钳位三电平桥臂的个数M限定在3个或6个。功率模组电路可以采用3个有源中点钳位三电平桥臂，以形成单路桥臂。功率模组电路也可以采用6个有源中点钳位三电平桥臂，以形成双路桥臂，其双路桥臂为2路结构对称布置的ANPC三电平桥臂，用于对功率模组电路并联电流进行输出。本实用新型提供的储能变流器，能根据对电路的输出需求，来选取有源中点钳位三电平桥臂的个数M值。

需要说明的是，在M等于6时，即功率模组电路中有6个有源中点钳位三电平桥臂时，功率模组电路的6个出线端为三排两列、左右大致对称的排布。

在上述任一技术方案中，控制柜还包括：人机交互装置，人机交互装置用于显示储能变流器的工作状态；主控板与母线电路、有源中点钳位三电平桥臂和风机相连接，主控板还用于根据母线电路的电压值和有源中点钳位三电平桥臂的输出电流生成驱动信号；光纤收发板，与主控板相连接，光纤收发板用于与光纤端口连接，以将驱动信号发送至有源中点钳位三电平桥臂。

在该技术方案中，控制柜中还设置有主控板和光纤收发板。主控板与母线电路、有源中点钳位三电平桥臂和风机相连接，使得主控板能根据母线电路的电压值和有源中点钳位三电平桥臂的输出电流，生成驱动信号。光纤收发板，与主控板和光纤端口相连接，以将上述生成的驱动信号发送至有源中点钳位三电平桥臂，对有源中点钳位三电平桥臂进行驱动，以保证功率模组电路的正常工作。控制柜上还设置有人机交互装置，人机交互装置能够显示储能变流器的工作状态，并根据操作人员的控制改变工作方式。

在上述任一技术方案中，人机交互装置为触控屏，控制柜还包括：不间断电源，与触控屏和主控板相连接；温度传感器，与主控板相连接，温度传感器用于检测功率柜的温度值，主控板还用于根据温度值控制风机。

在该技术方案中，控制柜中的人机交互装置为触控屏，以方便实现人机交互功能。控制柜还设置有不间断电源(UPS，Uninterruptible Power Supply)和温度传感器。不间断电源与触控屏和主控板相连接，为触控屏和主控板提供不间断的电源，以保证触控屏和主控板电源的稳定性。温度传感器与主控板相连接，对功率柜的温度值进行检测。主控板根据上述温度检测值，对风机进行控制，当检测到温度过高时，风机被自动打开，以散热降温。本实用新型的技术方案中，通过控制柜，对储能变流器内信号进行采集、显示、记录，以实现控制柜能通过储能变流器中的电压、电流及各种运行参数对整个储能变流器进行控制。

另外，储能变流器中还可以包括：加热器和控制柜敏感器件，以实现在温度传感器检测到温度过低时，则打开加热器，调节控制柜敏感器件周围温度。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的储能变流器结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的一个实施例的功率模组电路图；

图3示出了根据本实用新型的一个实施例的储能变流器的电路示意图。

其中，图1至图3中附图标记与部件名称之间对应的关系为：

102连接座；104开关柜；1042直流隔离开关；1044交流断路器；1046母线电路；106功率柜；1062功率模组电路；108控制柜；1082触控屏。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图3描述根据本实用新型一些实施例。

如图1所示，在本实用新型第一方面的实施例中，提供了一种储能变流器，包括：连接座102；开关柜104，可拆卸地设置于连接座102上，开关柜104包括直流隔离开关、交流断路器和直流预充电电路，直流隔离开关与直流预充电电路的输入端相连接，直流隔离开关用于在导通时输入直流信号，交流断路器用于在导通时输出交流信号AC；功率柜106，可拆卸地设置于连接座102上，与开关柜104相连接，功率柜106包括功率模组电路1062，功率模组电路1062的输入端与直流预充电电路的输出端相连接，功率模组电路1062的输出端与交流断路器相连接；控制柜108，可拆卸地设置于连接座102上，与开关柜104和功率柜106相连接，控制柜108包括主控板，主控板用于控制直流隔离开关、交流断路器和功率模组电路工作，以对直流信号或交流信号进行变流。

在该实施例中，在储能变流器中设置了连接座102、开关柜104、功率柜106、控制柜108，开关柜104、功率柜106、控制柜108分别可拆卸地设置于连接座102上，且功率柜106、开关柜104和控制柜108之间能相互连接设置。上述设置方式，方便了储能变流器中各个机柜之间可拆卸。开关柜104中设置了，直流隔离开关、交流断路器和直流预充电电路，直流隔离开关与直流预充电电路的输入端相连接，其中，直流隔离开关用于在导通时输入直流信号，交流断路器用于在导通时输出交流信号AC。功率柜106中设置了，功率模组电路1062，其功率模组电路1062的输入端与开关柜104中直流预充电电路的输出端相连接，功率模组电路1062的输出端与开关柜104中交流断路器相连接。控制柜108中设置了有主控板，主控板能够根据开关柜、功率柜中各器件的工作状态，来控制包括直流隔离开关、交流断路器和功率模组电路工作，从而实现储能变流功能。

本实用新型的实施例，通过上述各机柜与连接座102之间能可拆卸地连接设置和各机柜内的组成部件之间能可拆卸地连接设置，方便了各柜机与其他柜机之间，能可拆卸地连接和安装，从而保证了本实用新型的储能变流器具备一体和分体运输能力。

需要说明的是，本实用新型的开关柜104、功率柜106、控制柜108各柜机之间具有安装连接孔，机柜之间连接采用快捷端子排，在各机柜拆分时，只需要拔掉快捷段子排即可。

在上述实施例中，开关柜104还包括：母线电路，母线电路与直流隔离开关和直流预充电电路相连接；第一柜体，直流隔离开关、交流断路器、直流预充电电路和母线电路均位于第一柜体内，其中第一柜体上设置有第一指示灯和N个第二指示灯，其中N为大于1的整数，第一指示灯用于指示母线电路的带电情况，N个第二指示灯分别用于指示直流隔离开关、交流断路器和直流预充电电路的带电情况；自取能电源，位于第一柜体内，自取能电源的输入端与母线电路相连接，自取能电源的输出端与第一指示灯相连接。

需要说明的是，开关柜104上这是由多个指示灯，具体包括第一指示灯和N个第二指示灯，N为大于等于的1的正整数，N可以根据显示需求数量相应地设定。

在该实施例中，开关柜104还设置有母线电路、第一柜体和自取能电源。自取能电源、直流隔离开关、交流断路器、直流预充电电路和母线电路均位于第一柜体内，第一指示灯和N个第二指示灯分别设置于第一柜体上，其中，自取能电源的输入端与母线电路相连接，自取能电源的输出端与第一指示灯相连接。第一指示灯对母线电路的带电情况进行显示，N个第二指示灯分别对直流隔离开关、交流断路器和直流预充电电路的带电情况进行显示。本实用新型的实施例中，通过第一指示灯和第二指示灯，对对应电路的带电情况进行显示，使得各电路中的带电情况被直观地显示，保证对储能变流器使用过程中的安全性，也避免了高压指示灯需要将高压接入到机柜门体的弊端。

在上述任一实施例中，如图2所示，母线电路包括第一母线、第二母线和第三母线；功率模组电路1062包括M个有源中点钳位三电平桥臂，有源中点钳位三电平桥臂包括：开关组件，开关组件与第二母线和交流断路器相连接；第一开关器件T1，第一开关器件T1的第一端与第一母线相连接，第一开关器件T1的第二端与开关组件相连接；第二开关器件T4，第二开关器件T4的第一端与开关组件相连接，第二开关器件T4的第二端与第三母线相连接。

在该实施例中，母线电路中设置了第一母线、第二母线和第三母线。功率模组电路1062中设有M个有源中点钳位(Active Neutral Point Clamed，ANPC)三电平桥臂，其有源中点钳位三电平桥臂设置有开关组件、第一开关器件T1和第二开关器件T4，其中，第一开关器件T1的第一端与第一母线相连接，第一开关器件T1的第二端与开关组件相连接，第二开关器件T4的第一端与开关组件相连接，第二开关器件T4的第二端与第三母线相连接。通过上述连接方式，建立了开关柜104、功率柜106和控制柜108之间的连接关系，保证了储能变流器具备一体性和实用性。

在上述任一实施例中，开关组件包括：第三开关器件T5，第三开关器件T5的第一端与第一开关器件T1的第二端相连接，第三开关器件T5的第二端与第二母线相连接；第四开关器件T2，第四开关器件T2的第一端与第三开关器件T5和第一开关器件T1的公共端相连接，第四开关器件T2的第二端与交流断路器相连接；第五开关器件T6，第五开关器件T6的第一端与第三开关器件T5和第二母线的公共端相连接，第五开关器件T6的第二端与第二开关器件T4的第一端相连接；第六开关器件T3，第六开关器件T3的第一端与第四开关器件T2的第二端相连接，第六开关器件T3的第二端与第二开关的第一端相连接；电流传感器CM，与第四开关器件T2和第六开关器件T3的公共端相连接，用于检测交流电流。

在该实施例中，开关组件设置有第三开关器件T5、第四开关器件T2、第五开关器件T6、第六开关器件T3、电流传感器CM，其电流传感器CM用于对交流电流进行检测。其中，第三开关器件T5的第一端与第一开关器件T1的第二端相连接，第三开关器件T5的第二端与第二母线相连接，第四开关器件T2的第一端与第三开关器件T5和第一开关器件T1的公共端相连接，第四开关器件T2的第二端与交流断路器相连接，第五开关器件T6的第一端与第三开关器件T5和第二母线的公共端相连接，第五开关器件T6的第二端与第二开关器件T4的第一端相连接，第六开关器件T3的第一端与第四开关器件T2的第二端相连接，第六开关器件T3的第二端与第二开关的第一端相连接，电流传感器CM与第四开关器件T2和第六开关器件T3的公共端相连接。本实用新型的实施例，通过对开关组件内各组件的设置方式和其内部组件之间的通信连接关系，保证了开关柜104的实用性和分体性。

在上述任一实施例中，功率柜106还包括：第二柜体，功率模组电路1062位于第二柜体内，第二柜体包括前面板、后面板和顶板，前面板上设置有进风口，后面板和顶板中的任一者上设置有出风口，进风口和出风口之间形成为风道；风机，设置于第二柜体内，且朝向出风口设置。

在该实施例中，功率柜106还设置有第二柜体，将功率模组电路1062设置于第二柜体内。其第二柜体上设有前面板、后面板和顶板，进风口设置在前面板上，出风口设置在后面板上或顶板上，在朝向出风口方向的第二柜体设置了风机，上述进风口和出风口之间形成了风道，以便于对储能变流器进行散热。

在上述任一实施例中，第一开关器件T1、第二开关器件T4、第三开关器件T5、第四开关器件T2、第五开关器件T6和第六开关器件T3均为：绝缘栅双极型晶体管或金属-氧化物半导体场效应晶体管。

在该实施例中，第一开关器件T1、第二开关器件T4、第三开关器件T5、第四开关器件T2、第五开关器件T6和第六开关器件T3可以均为绝缘栅双极型晶体管(Insulated GateBipolar Transistor，IGBT)；第一开关器件T1、第二开关器件T4、第三开关器件T5、第四开关器件T2、第五开关器件T6和第六开关器件T3也可以均为金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)。

在上述任一实施例中，功率柜106还包括：光纤端口，光纤端口与有源中点钳位三电平桥臂相连接，光纤端口用于连接驱动信号，驱动信号用于驱动有源中点钳位三电平桥臂；控制电源端口，控制电源端口与风机相连接，控制电源端口与供电控制信号相连接，供电控制信号用于控制风机。

在该实施例中，功率柜106还设置有光纤端口和控制电源端口。光纤端口与有源中点钳位三电平桥臂相连接，控制电源端口与风机相连接。驱动信号，通过该光纤端口，对有源中点钳位三电平桥臂进行驱动，以保证功率模组电路1062的正常工作；供电控制信号，通过该控制电源端口，对风机进行控制，以保证风机的正常工作。

在上述任一实施例中，M等于3或M等于6。

在该实施例中，将功率模组电路1062中有源中点钳位三电平桥臂的个数M限定在3个或6个。功率模组电路1062可以采用3个有源中点钳位三电平桥臂，以形成单路桥臂。功率模组电路1062也可以采用6个有源中点钳位三电平桥臂，以形成双路桥臂，其双路桥臂为2路结构对称布置的ANPC三电平桥臂，用于对功率模组电路1062并联电流进行输出。本实用新型提供的储能变流器，能根据对电路的输出需求，来选取有源中点钳位三电平桥臂的个数M值。

需要说明的是，如图3所示，在M等于6时，即功率模组电路1062中有6个有源中点钳位三电平桥臂时，功率模组电路1062包括第一出线端A、第二出线端B、第三出线端C、第四出线端U、第五出线端V和第六出线端W，6个出线端为。上述6个出线端为三排两列(如图3所示，A、B、C为一列，U、V、W为另一列)、左右大致对称的排布。

在上述任一实施例中，控制柜108还包括：人机交互装置，人机交互装置用于显示储能变流器的工作状态；主控板，与母线电路、有源中点钳位三电平桥臂和风机相连接，主控板还用于根据母线电路的电压值和有源中点钳位三电平桥臂的输出电流生成驱动信号；光纤收发板，与主控板相连接，光纤收发板用于与光纤端口连接，以将驱动信号发送至有源中点钳位三电平桥臂。

在该实施例中，控制柜108中还设置有主控板和光纤收发板。主控板与母线电路、有源中点钳位三电平桥臂和风机相连接，使得主控板能根据母线电路的电压值和有源中点钳位三电平桥臂的输出电流，生成驱动信号。光纤收发板，与主控板和光纤端口相连接，以将上述生成的驱动信号发送至有源中点钳位三电平桥臂，对有源中点钳位三电平桥臂进行驱动，以保证功率模组电路1062的正常工作。控制柜上还设置有人机交互装置，人机交互装置能够显示储能变流器的工作状态，并根据操作人员的控制改变工作方式。

在上述任一实施例中，人机交互装置为触控屏1082，控制柜108还包括：不间断电源，与触控屏1082和主控板相连接；温度传感器，与主控板相连接，温度传感器用于检测功率柜106的温度值，主控板还用于根据温度值控制风机。

在该实施例中，控制柜108中的人机交互装置为触控屏1082，以方便实现人机交互功能。控制柜108还设置有不间断电源(UPS，Uninterruptible Power Supply)和温度传感器。不间断电源与触控屏1082和主控板相连接，为触控屏1082和主控板提供不间断的电源，以保证触控屏1082和主控板电源的稳定性。温度传感器与主控板相连接，对功率柜106的温度值进行检测。主控板根据上述温度检测值，对风机进行控制，当检测到温度过高时，风机被自动打开，以散热降温。本实用新型的实施例中，通过控制柜108，对储能变流器内信号进行采集、显示、记录，以实现控制柜108能通过储能变流器中的电压、电流及各种运行参数对整个储能变流器进行控制。

另外，储能变流器中还可以包括：加热器和设置在控制柜108中的其他敏感器件，以实现在温度传感器检测到温度过低时，则打开加热器，调节控制柜敏感器件周围温度。

在本申请的一些实施例中，具体地，如图1、图2和图3所示，功率柜106包括6个功率模组电路1062及相应的连接铜排、风机、防尘网、结构件、连接器等。开关柜104包括直流隔离开关、交流断路器、直流预充电电路、斩波器、以及连接器等部件。控制柜108包括控制机箱、触摸屏、PLC、控制电源、UPS电源、继电器、开关、控制总线CAN等。

本实用新型的储能变流器，包括相互并柜的开关柜104、功率柜106和控制柜108，由于三个柜体均可拆卸地设置在连接座上，因此可以拆卸后分别运输，或整体运输。

其中，三个机柜各自具有独立底座，便于独立运输。三个机柜并柜后通过底部一体槽钢，也即连接座102连接，还具有一体运输能力。具体地，储能变流器的各个机柜之间具有安装连接孔，机柜之间通过快捷端子排实现电连接。在机柜整合时，多个将快捷端子排对应插接到机柜的安装连接孔上。机柜拆分时，只需要拔掉快捷端子排即可机柜之间的分离，使得每个机柜都能够方便地与其他机柜分离或安装。

本实用新型的储能变流器，功率柜106包括6个功率模组电路1062，采用背面高压直流连接，前面高压交流的连接方式。开关柜104的直流隔离开关通过铜排连接到各个功率模组电路1062的P、O、N直流侧。开关柜104的断路器通过铜排连接到功率模组电路1062的AC交流侧。

开关柜104包括直流隔离开关、直流预充电电路、交流断路器、斩波器等电路，用于实现直流预充电和物理隔离、交流通断及控制、变流器母线放电等功能。

交流断路器设置在开关柜104的前面板处，并具有透明玻璃窗，可以观察交流断路器的状态。

开关柜104，前面板上部，具有10路指示灯(其中1个为第一指示灯，其他9个为第二指示灯)，可以显示开关柜104每台交流断路器、隔离开关、预充电接触器、直流母线带电状态。

直流母线带电状态指示灯，即上述第一指示灯，通过200V～1500V的宽压自取能电源转换为5V～24V的直流电源供电，只要直流母线带点，第一指示灯即亮起，因此可直接指示直流母线的带电状态，避免了高压接入柜门以及高压指示灯的困难，同时让直流母线带电状态更为直观，即使控制电不上电，也可知道母线带电状态，更为安全。

功率模组电路1062，采用三电平有源钳位技术，采用第一母线、第二母线、第三母线共三个电平输入，通过2路结构对称布置的ANPC三电平桥臂实现模组内并联交流输出。每个桥臂的输出具有一个电流传感器CM。功率模组电路1062的内桥臂通过连接铜排并联输出。功率模组电路1062也可采用单路桥臂。

ANPC三电平桥臂采用IGBT功率器件作为功率开关器件，也可采用MOSFET等功率器件作为功率开关器件。

功率模组电路1062除了主电路连接外，还具有光纤接口、控制电源接口。光纤接口用于功率模组电路1062内IGBT功率器件的驱动控制信号与故障反馈信号以及温度等信号。控制电源用于功率模组电路1062内驱动电源、风机等电源使用。

功率柜106采用前面板进风，后面板出风或者后顶部出风的风道设计形式，前面板具有防尘棉，后面板具有风机防护罩。

变流器开关柜104和功率柜106直流连接，通过单输入、六路输出的多层连接铜排实现。连接铜排分为P、O、N三种连接铜排，每种连接铜排从开关柜104接入到达功率柜106背面，功率柜106背面分为六路输出，连接到每个功率模组电路1062的P、O、N连接端。六个出线端分为三排两列，左右大致对称排布。多层连接铜排之间采用绝缘材料包覆进行绝缘隔离，并通过绝缘子支撑连接。

控制机箱，为带有背板的多槽机箱，包含主控制板和多块光纤收发板。主控制板用于整个飞轮储能变流器的控制、功率模组电路1062驱动控制、开关控制、飞轮储能充放电控制、通信等功能。光纤收发板用于功率模组电路1062为IGBT驱动的控制信号发送和故障反馈信号的接收，以及功率模组电路1062内温度信号的接收。

控制柜108，通过采集直流母线电压、各个功率模组电路1062或桥臂输出电流以及飞轮储能电机本体运行参数，实现变流器的控制。

控制柜108，前面板中上方，具有触摸屏，用于实现人机交互功能，实现储能变流器内信号采集、显示、记录。

控制柜108，前面板中上方，具有按钮、指示灯，用于基础操作、紧急停机操作，以及工作状态指示。

控制柜108，具有温湿度传感器，并将温湿度数据传送给控制柜108的控制机箱主控制器，当检测到温度过低时，则打开加热器，调节控制柜敏感器件周围温度；当检测到温度过高时，则自动打开风机散热降温。

本实用新型的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本实用新型中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种储能变流器，其特征在于，包括：

连接座；

开关柜，可拆卸地设置于所述连接座上，所述开关柜包括直流隔离开关、交流断路器和直流预充电电路，所述直流隔离开关与所述直流预充电电路的输入端相连接，所述直流隔离开关用于在导通时输入直流信号，所述交流断路器用于在导通时输出交流信号；

功率柜，可拆卸地设置于所述连接座上，与所述开关柜相连接，所述功率柜包括功率模组电路，所述功率模组电路的输入端与所述直流预充电电路的输出端相连接，所述功率模组电路的输出端与所述交流断路器相连接；

控制柜，可拆卸地设置于所述连接座上，与所述开关柜和所述功率柜相连接，所述控制柜包括主控板，所述主控板用于控制所述直流隔离开关、所述交流断路器和所述功率模组电路工作，以对所述直流信号或所述交流信号进行变流。

2.根据权利要求1所述的储能变流器，其特征在于，所述开关柜还包括：

母线电路，所述母线电路与所述直流隔离开关和所述直流预充电电路相连接；

第一柜体，所述直流隔离开关、所述交流断路器、所述直流预充电电路和所述母线电路均位于所述第一柜体内，其中所述第一柜体上设置有第一指示灯和N个第二指示灯，其中N为大于1的整数，所述第一指示灯用于指示所述母线电路的带电情况，所述N个第二指示灯分别用于指示所述直流隔离开关、所述交流断路器和所述直流预充电电路的带电情况；

自取能电源，位于所述第一柜体内，所述自取能电源的输入端与所述母线电路相连接，所述自取能电源的输出端与所述第一指示灯相连接。

3.根据权利要求2所述的储能变流器，其特征在于，所述母线电路包括第一母线、第二母线和第三母线；

所述功率模组电路包括M个有源中点钳位三电平桥臂，其中M为大于1的整数，所述有源中点钳位三电平桥臂包括：

开关组件，所述开关组件与所述第二母线和所述交流断路器相连接；

第一开关器件，所述第一开关器件的第一端与所述第一母线相连接，所述第一开关器件的第二端与所述开关组件相连接；

第二开关器件，所述第二开关器件的第一端与所述开关组件相连接，所述第二开关器件的第二端与所述第三母线相连接。

4.根据权利要求3所述的储能变流器，其特征在于，所述开关组件包括：

第三开关器件，所述第三开关器件的第一端与所述第一开关器件的第二端相连接，所述第三开关器件的第二端与所述第二母线相连接；

第四开关器件，所述第四开关器件的第一端与所述第三开关器件和所述第一开关器件的公共端相连接，所述第四开关器件的第二端与所述交流断路器相连接；

第五开关器件，所述第五开关器件的第一端与所述第三开关器件和所述第二母线的公共端相连接，所述第五开关器件的第二端与所述第二开关器件的第一端相连接；

第六开关器件，所述第六开关器件的第一端与所述第四开关器件的第二端相连接，所述第六开关器件的第二端与所述第二开关的第一端相连接；

电流传感器，与所述第四开关器件和所述第六开关器件的公共端相连接，用于检测交流电流。

5.根据权利要求3所述的储能变流器，其特征在于，所述功率柜还包括：

第二柜体，所述功率模组电路位于所述第二柜体内，所述第二柜体包括前面板、后面板和顶板，所述前面板上设置有进风口，所述后面板和所述顶板中的任一者上设置有出风口，所述进风口和所述出风口之间形成为风道；

风机，设置于所述第二柜体内，且朝向所述出风口设置。

6.根据权利要求4所述的储能变流器，其特征在于，所述第一开关器件、所述第二开关器件、所述第三开关器件、所述第四开关器件、所述第五开关器件和所述第六开关器件均为：

绝缘栅双极型晶体管或金属-氧化物半导体场效应晶体管。

7.根据权利要求5所述的储能变流器，其特征在于，所述功率柜还包括：

光纤端口，所述光纤端口与所述有源中点钳位三电平桥臂相连接，所述光纤端口用于连接驱动信号，所述驱动信号用于驱动所述有源中点钳位三电平桥臂；

控制电源端口，所述控制电源端口与所述风机相连接，所述控制电源端口与供电控制信号相连接，所述供电控制信号用于控制所述风机。

8.根据权利要求3至7中任一项所述的储能变流器，其特征在于，M等于3或M等于6。

9.根据权利要求7所述的储能变流器，其特征在于，所述控制柜还包括：

人机交互装置，所述人机交互装置用于显示所述储能变流器的工作状态；

所述主控板与所述母线电路、所述有源中点钳位三电平桥臂和所述风机相连接，所述主控板还用于根据所述母线电路的电压值和所述有源中点钳位三电平桥臂的输出电流生成所述驱动信号；

光纤收发板，与所述主控板相连接，所述光纤收发板用于与所述光纤端口连接，以将所述驱动信号发送至所述有源中点钳位三电平桥臂。

10.根据权利要求9所述的储能变流器，其特征在于，所述人机交互装置为触控屏，所述控制柜还包括：

不间断电源，与所述触控屏和所述主控板相连接；

温度传感器，与所述主控板相连接，所述温度传感器用于检测所述功率柜的温度值，所述主控板还用于根据所述温度值控制所述风机。

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