一种储能双向变流器及储能装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力技术领域，更具体地说，涉及一种储能双向变流器及储能装置，该储能双向变流器以VF源并网工作方式工作。
【背景技术】
[0002]随着新能源的发展，对于能源需求的多样性、可靠性，以及能源的利用形式提出了更多、更高的要求。尤其在各种柴油机供电方面，随着各种新能源的接入以及对供电要求的提高，柴油机供电网一般都要接入储能系统以平衡整个供电系统的能量及电网频率和电压。其中，储能系统由储能变流器、电池及电池管理系统等组成。
[0003]储能系统一般通过电流源的方式来并入柴油机供电网，然后通过P/F (频率下垂)的方式来平衡电网的频率和电压。然而，对于频率和电压响应慢，此种储能系统存在调整不及时导致柴油机发生能量倒灌的问题，损坏柴油机设备，同时，还存在当柴油机故障后，储能变流器因工作在电流模式时因电网欠压停机，不能继续为电网负荷供电，进而使得整个电网停电。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术中储能变流器并入柴油机电网时存在的问题，频率和电压响应慢时损坏柴油机设备以及在柴油机故障后储能变流器不能为电网负荷供电，提供一种储能双向变流器及储能装置。
[0005]本实用新型解决技术问题所采用的技术方案为提供了一种储能双向变流器，该储能双向变流器包括储能双向变流器的主电路以及控制所述储能双向变流器的主电路以VF源的方式并入柴油机电网工作的控制系统；所述控制系统包括第一控制单元和第二控制单元，其中:所述第一控制单元包括第一加法器、功率环调节器、开关、P/F调节器以及第二加法器，且所述第一加法器的输出端与所述功率环调节器的输入端连接，所述功率环调节器的输出端经过所述开关连接到所述第二加法器的第一输入端；所述P/F调节器的输出端连接到所述第二加法器的第二输入端；所述第二加法器的输出端连接到所述第二控制单元；所述开关在柴油机正常运行时闭合，且所述第一控制单元通过所述第二加法器向所述第二控制单元输出控制信号，使所述第二控制单元实现VF源并网运行控制；所述开关在柴油机故障时断开，且所述第一控制单元通过所述第二加法器向所述第二控制单元输出控制信号，使第二控制单元控制所述储能双向变流器的主电路工作于VF源模式。
[0006]在上述储能双向变流器中，第二控制单元包括第三加法器、电压环调节器、第四加法器以及电流环调节器，其中，所述第三加法器的输出端与所述电压环调节器的输入端连接；所述电压环调节器的输出端与采样反馈的电感电流一起经过所述第四加法器输入到所述电流环调节器的输入端；所述第二加法器的输出端连接到所述第三加法器。
[0007]本发明还提供了一种储能装置，该储能装置包括如上述所述的储能双向变流器。
[0008]实施本实用新型的有益效果有:储能双向变流器以VF源的方式并入柴油机电网，按照P/F曲线能够很好地平衡电网的频率。同时在柴油机故障时，该储能双向变流器仍然能够无缝地支撑电网继续工作，从而该储能双向变流器构成的储能装置能使得整个电网继续供电。
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的储能双向变流器实施例的结构示意图。
[0010]图2是图1中的控制系统的结构示意图。
[0011]图3是P/F特性曲线。
【具体实施方式】
[0012]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。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。
[0013]如图1所示，是本实用新型的储能双向变流器实施例的结构示意图。该储能双向变流器包括控制系统100和储能双向变流器的主电路200，其中，控制系统100与储能双向变流器的主电路200连接，控制系统100控制储能双向变流器的主电路200以VF源的方式并入柴油机电网工作，进而该储能双向变流器以VF源并网工作方式工作。储能双向变流器的主电路200由三相全桥电路和LCL低通滤波器构成，此部分属于现有技术，在此不再赘述。
[0014]如图2所示，是图1中的控制系统的结构示意图。控制系统100包括第一控制单元110和第二控制单元120，其中，第二控制单元120包括第三加法器121、电压环调节器122、第四加法器123以及电流环调节器124，其中，第三加法器121的输出端与电压环调节器122的输入端连接；电压环调节器122的输出端与采样反馈的电感电流经过第四加法器123输出到电流环调节器124的输入端；电流环调节器124的输出端输出储能双向变流器的主电路200的PffM信号，以进行控制。在本实施例中，第三加法器121的输入量分别为给定的交流电压和采样反馈的交流电压。
[0015]在本实施例中，第一控制单元110包括第一加法器111、功率环调节器112、开关S、P/F调节器113以及第二加法器114，其中，第一加法器111的输出端与功率环调节器112的输入端连接，功率环调节器112的输出端经过开关S连接到第二加法器114的第一输入端；P/F调节器113的输出端连接到第二加法器114的第二输入端，第二加法器114的输出端连接到第三加法器121。
[0016]在本实施例中，P/F调节器113的输入量为采样频率，第一加法器111的输入量分别为给定的稳态功率和采样反馈的功率。在柴油机正常运行时，开关S处于闭合状态，此时，第二加法器114同时调节功率环调节器112的输出量和P/F调节器113的输出量，并输出控制信号至第三加法器121，完成了第一控制单元110向第二控制单元120输出控制信号，这样，结合给定的交流电压，第二控制单元120则实现VF源并网运行控制，此时，储能双向变流器稳定功率可控，同时，采样频率经过P/F调节器113、第二加法器114及第三加法器121传输至电压环调节器122，这样，该储能双向变流器可根据P/F特性曲线进行调节，稳定电网的电网频率及能量流动，其中，P/F特性曲线如图3所示。在柴油机故障时，开关S处于断开状态，第一控制单元110输出控制信号至第三加法器121，第二控制单元120则控制储能双向变流器的主电路200工作于VF源模式，此时，该储能双向变流器的主电路继续为电网负荷供电，支撑电网运行。
[0017]下面结合P/F特性曲线说明下包括该储能双向变流器的工作方式:
[0018]储能双向变流器(PCS)在50±0.5/0.2Hz处时为稳态工作点，对应的稳态工作点的有功功率范围为-50 %?50 %，在此范围内可进行设定以平衡电网系统内的能量流动，不同的稳态功率调节对应的不同的工作曲线，如图中所示的曲线1、2和3。
[0019]P/F特性曲线的工作频率范围为-4.5?4.5Hz，最大有功功率出力范围为-100%?100%，此工作频率和最大有功功率均可以进行设定。
[0020]在本实施例中，该储能双向变流器可用于构成一储能装置。该储能装置还包括电池及电池管理系统。
[0021]综述，本实用新型的储能双向变流器以VF源的方式并入柴油机电网，按照P/F曲线能够很好地平衡电网的频率。同时在柴油机故障时，该储能双向变流器仍然能够无缝地支撑电网继续工作，从而该储能双向变流器构成的储能装置能使得整个电网继续供电。此夕卜，本实用新型的储能双向变流器并入的电网不局限与柴油机电网，还可以并入市电等各种形式的交流电网。
[0022]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种储能双向变流器，其特征在于，该储能双向变流器包括储能双向变流器的主电路以及控制所述储能双向变流器的主电路以VF源的方式并入柴油机电网工作的控制系统；所述控制系统包括第一控制单元和第二控制单元，其中:所述第一控制单元包括第一加法器、功率环调节器、开关、P/F调节器以及第二加法器，且所述第一加法器的输出端与所述功率环调节器的输入端连接，所述功率环调节器的输出端经过所述开关连接到所述第二加法器的第一输入端；所述P/F调节器的输出端连接到所述第二加法器的第二输入端；所述第二加法器的输出端连接到所述第二控制单元；所述开关在柴油机正常运行时闭合，且所述第一控制单元通过所述第二加法器向所述第二控制单元输出控制信号，使所述第二控制单元实现VF源并网运行控制；所述开关在柴油机故障时断开，且所述第一控制单元通过所述第二加法器向所述第二控制单元输出控制信号，使第二控制单元控制所述储能双向变流器的主电路工作于VF源模式。2.根据权利要求1中所述的储能双向变流器，其特征在于，所述第二控制单元包括第三加法器、电压环调节器、第四加法器以及电流环调节器，其中，所述第三加法器的输出端与所述电压环调节器的输入端连接；所述电压环调节器的输出端与采样反馈的电感电流一起经过所述第四加法器输入到所述电流环调节器的输入端；所述第二加法器的输出端连接到所述第三加法器。3.一种储能装置，其特征在于，该储能装置包括如权利要求1-2中任一项所述的储能双向变流器。
【专利摘要】本实用新型提供了一种储能双向变流器，包括储能双向变流器的主电路以及控制所述储能双向变流器的主电路以VF源的方式并入柴油机电网工作的控制系统；所述控制系统包括第一控制单元和第二控制单元。本实用新型还提供了该储能双向变流器构成的储能装置。实施本实用新型的有益效果有：储能双向变流器以VF源的方式并入柴油机电网，按照P/F曲线能够很好地平衡电网的频率。同时在柴油机故障时，该储能双向变流器仍然能够无缝地支撑电网继续工作，从而该储能双向变流器构成的储能装置能使得整个电网继续供电。
【IPC分类】H02J3/32
【公开号】CN204794119
【申请号】CN201520527451
【发明人】罗梅林
【申请人】深圳市汇川技术股份有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月20日