一种微网储能拓扑逆变器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种微网储能拓扑逆变器，包括：适于连接三相电源的隔离变压器、该隔离变压器的三相输出分别连接第一、第二、第三四象限H桥变流器，所述第一、第二、第三四象限H桥变流器的直流侧并联后连接有第一、第二双向DC/DC变换器，所述第一双向DC/DC变换器连接蓄电池，所述第二双向DC/DC变换器连接超级电容。所述第一、第二、第三四象限H桥变流器的输入端分别连接有第一、第二、第三电抗器和第一、第二、第三滤波电容，所述第一、第二双向DC/DC变换器的输出端分别连接有第四、第五电抗器。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种逆变器，具体的是指一种微网储能拓扑逆变器及工作方法。 -种微网储能拓扑逆变器
【背景技术】
[0002] 随着用电负荷的不断增大电网集中统一式的旧格局使得电网愈加脆弱。因此需要 增加分布式能源结构以提高电网的可靠性，保障大众的日常用电及工农业用电等。此外；分 布式能源能够更好地实现节能减耗，有利于清洁能源和可再生能源的利用和推广。但是，当 电力系统发生故障时，分布式电源必须马上退出运行。这大大限制了分布式能源效能的充 分发挥。为协调大电网与分布式电源间的矛盾，人们提出了微网的概念。微网由分布式电 源、分布式储能和能量管理模块构成负荷的供电系统，与负荷一起组成一个独立可控系统， 完全解决了大电网与分布式电源间的矛盾。储能系统是调节微电源性能，保证负荷供电质 量的重要环节。现有的储能逆变器大都采用三相逆变器形式的拓扑结构，对三相严重不平 衡负载，控制复杂，实现困难。 实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的是提供一种微网储能拓扑逆变器，该逆变器解决了各四象限Η 桥变流器直流侧输出的偶次电压谐波对直流输出电压的影响的技术问题。
[0004] 为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种微网储能拓扑逆变器，包括：适于 连接三相电源的隔离变压器、该隔离变压器的三相输出分别连接第一、第二、第三四象限Η 桥变流器，所述第一、第二、第三四象限Η桥变流器的直流侧并联后连接有第一、第二双向 DC/DC变换器，所述第一双向DC/DC变换器连接蓄电池，所述第二双向DC/DC变换器连接超 级电容。
[0005] 为进一步解决蓄电池和超级电容储能和回馈的技术问题，在上述微网储能拓扑逆 变器的基础上，所述微网储能拓扑逆变器还包括：控制器，在储能模式下，所述控制器控制 各四象限Η桥变流器分别将各相交流电转变成相应直流电输入至所述第一、第二双向DC/ DC变换器，所述控制器再分别根据蓄电池和超级电容的功率分配蓄电池、超级电容的电流 给定值和电压给定值，通过蓄电池、超级电容的电流给定值分别控制所述第一、第二双向 DC/DC变换器对蓄电池、超级电容进行恒流充电；再根据蓄电池、超级电容的电压给定值分 别控制所述第一、第二双向DC/DC变换器对蓄电池、超级电容进行恒压充电，最后再分别控 制第一、第二双向DC/DC变换器对蓄电池、超级电容进行浮充，在回馈模式下，所述控制器 根据蓄电池、超级电容的电流给定值分别控制所述第一、第二双向DC/DC变换器限定蓄电 池、超级电容的放电电流，蓄电池、超级电容的放电电流分别经第一、第二双向DC/DC电路 变换为相应的直流电流后输入至各四象限Η桥变流器，各四象限Η桥变流器再将输入的直 流电转变成各相交流电输出。
[0006] 进一步，所述第一、第二、第三四象限Η桥变流器的输入端分别连接有第一、第二、 第三电抗器和第一、第二、第三滤波电容，所述第一、第二双向DC/DC变换器的输出端分别 连接有第四、第五电抗器。
[0007] 本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：（1)本实用新型通过三 个四象限Η桥变流器，以及两个双向DC/DC变换器由控制器控制分别对蓄电池、超级电容的 进行充放电，以实现微网的储能和回馈，并且根据蓄电池、超级电容充放电的特点，控制相 应的充放电形式；（2)三个独立的四象限Η桥变流器和三相变压器的三个绕组联接，使每 相电压、电流和功率可以独立调节，便于三相平衡负载的控制；（3)四象限Η桥变流器直流 侧共直流联接，与Η桥独立直流相比，直流部分的偶次电压谐波正好相互抵消，直流电压稳 定，无二次波动。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附 图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
[0009] 图1为本实用新型的微网储能拓扑逆变器的主电路拓扑结构图；
[0010] 图2为本实用新型的四象限Η桥变流器的电路图；
[0011] 图3为本实用新型的双向DC/DC变换器的电路图。
[0012] 其中，断路器QF1、隔离变压器Τ、第一四象限Η桥变流器Α、第二四象限Η桥变流 器Β、第三四象限Η桥变流器C、第一双向DC/DC变换器D、第二双向DC/DC变换器Ε、蓄电池 1、超级电容2。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明：
[0014] 实施例1
[0015] 见图1至图3,一种微网储能拓扑逆变器，包括：断路器QF1、控制器、适于连接三相 电源的隔离变压器Τ、该隔离变压器Τ的三相输出分别连接第一、第二、第三四象限Η桥变 流器，所述第一、第二、第三四象限Η桥变流器的直流侧并联后连接有第一、第二双向DC/DC 变换器，所述第一双向DC/DC变换器连接蓄电池1，所述第二双向DC/DC变换器连接超级电 容2。
[0016] 所述隔离变压器Τ 一方面起到隔离作用，另一方面升高输入电压以提高后端直流 母线电压，而滤波器市电及其变压器带来的谐波。
[0017] 实施例2
[0018] 为了根据蓄电池与超级电容充放电的特点，即超级电容充电速度比蓄电池充电速 度快，在上述微网储能拓扑逆变器的基础上，所述微网储能拓扑逆变器还包括：控制器，即 通过所述控制器控制第一、第二双向DC/DC变换器调节储能和回馈模式下，对蓄电池1和超 级电容2的充放电。
[0019] 具体的，在储能模式下，所述控制器控制各四象限Η桥变流器分别将各相交流电 转变成相应直流电输入至所述第一、第二双向DC/DC变换器，所述控制器再分别根据蓄电 池1和超级电容2的功率分配蓄电池、超级电容的电流给定值和电压给定值，通过蓄电池1、 超级电容2的电流给定值分别控制所述第一、第二双向DC/DC变换器对蓄电池1、超级电容 2进行恒流充电；再根据蓄电池1、超级电容2的电压给定值分别控制所述第一、第二双向 DC/DC变换器对蓄电池1、超级电容2进行恒压充电，最后再分别控制第一、第二双向DC/DC 变换器对蓄电池1、超级电容2进行浮充。
[0020] 在回馈模式下，所述控制器根据蓄电池1、超级电容2的电流给定值分别控制所述 第一、第二双向DC/DC变换器限定蓄电池1、超级电容2的放电电流，蓄电池1、超级电容2的 放电电流分别经第一、第二双向DC/DC电路变换为相应的直流电流后输入至各四象限Η桥 变流器，各四象限Η桥变流器再将输入的直流电转变成各相交流电输出。
[0021] 所述第一、第二、第三四象限Η桥变流器的输入端分别连接有第一、第二、第三电 抗器和第一、第二、第三滤波电容，所述第一、第二双向DC/DC变换器的输出端分别连接有 第四、第五电抗器。
[0022] 其中，所述控制器采用中国专利文献CN 102055358 Β公开的一种100KVA微网储能 双向变流器中控制器的技术方案；本实用新型中控制器也可以采用E M S能量管理系统来 实现，例如中国专利文献CN 101777765 Β公开的一种电力系统在线负荷模拟方法中，对Ε M S能量管理系统有相关论述。
[0023] 所述蓄电池采用锂电池。
[0024] 实施例3
[0025] 在实施例1和实施例2基础上，本实用新型还提供了一种微网储能拓扑逆变器的 工作方法，其中，所述微网储能拓扑逆变器包括：控制器、适于连接三相电源的隔离变压器、 该隔离变压器的三相输出分别连接第一、第二、第三四象限Η桥变流器，所述第一、第二、第 三四象限Η桥变流器的直流侧并联后连接有第一、第二双向DC/DC变换器，所述第一双向 DC/DC变换器连接蓄电池1，所述第二双向DC/DC变换器连接超级电容2。
[0026] 所述微网储能拓扑逆变器的工作方法，包括：
[0027] 在储能模式下，所述控制器控制各四象限Η桥变流器分别将各相交流电转变成相 应直流电输入至所述第一、第二双向DC/DC变换器，所述控制器再分别根据蓄电池1和超级 电容2的功率分配蓄电池1、超级电容2的电流给定值和电压给定值，通过蓄电池1、超级电 容2的电流给定值分别控制所述第一、第二双向DC/DC变换器对蓄电池1、超级电容2进行 恒流充电；再根据蓄电池1、超级电容2的电压给定值分别控制所述第一、第二双向DC/DC 变换器对蓄电池1、超级电容2进行恒压充电，最后再分别控制第一、第二双向DC/DC变换器 对蓄电池1、超级电容2进行浮充。
[0028] 在回馈模式下，所述控制器根据蓄电池1、超级电容2的电流给定值分别控制所述 第一、第二双向DC/DC变换器限定蓄电池1、超级电容2的放电电流，蓄电池1、超级电容2的 放电电流分别经第一、第二双向DC/DC电路变换为相应的直流电流后输入至各四象限Η桥 变流器，各四象限Η桥变流器再将输入的直流电转变成各相交流电输出。
[0029] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实 用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可 以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些 属于本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围 之中。
【权利要求】
1. 一种微网储能拓扑逆变器，其特征在于包括：适于连接三相电源的隔离变压器、该 隔离变压器的三相输出分别连接第一、第二、第三四象限Η桥变流器， 所述第一、第二、第三四象限Η桥变流器的直流侧并联后连接有第一、第二双向DC/DC 变换器，所述第一双向DC/DC变换器连接蓄电池，所述第二双向DC/DC变换器连接超级电 容。
2. 根据权利要求1所述的微网储能拓扑逆变器，其特征在于， 所述第一、第二、第三四象限Η桥变流器的输入端分别连接有第一、第二、第三电抗器 和第一、第二、第三滤波电容， 所述第一、第二双向DC/DC变换器的输出端分别连接有第四、第五电抗器。
【文档编号】H02J3/32GK203911801SQ201420182901
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月15日 优先权日:2014年4月15日
【发明者】周细文, 吴晓春, 章辉, 马华峰 申请人:江苏有能新能源有限公司, 周细文