一种储能变流器的直流侧软启系统及其方法与流程

本发明涉及一种软启系统及其方法，特别是一种储能变流器的直流侧软启系统及其方法。

背景技术：

进入二十一世纪以后，世界能源的格局发生了变化，以风力发电、光伏发电为代表的新能源技术的开发和利用越来越广泛。同时，为了解决传统电力系统集中发电、长距离传输、远离负荷中心的问题，国家大力发展可以接入分布式电源、运行方式灵活的微电网技术。由于新能源发电的输出功率的随机性和微电网自身构成的需要，电池储能系统越来越凸显其重要作用，它可以启到削峰填谷、提高系统稳定性、平抑功率波动、改善电能质量等作用。储能双向变流器是实现直流储能电池与交流电网之间双向能量传递的关键设备，其控制性能决定着整个储能系统的可靠性、控制精度和输出电能质量等重要指标。作为微网储能系统中的关键设备，储能变流器的发展与微网储能的发展密切相关。

现在对对能源使用效率和对能源可靠性要求不断提高，各厂家不断开发出各种形式的储能变流器和逆变器，这些产品大多基于直流侧电容滤波与储能功能进行交直流电能的转换，直接进行启动，电源对母线的直流电容冲击大，所需要的主接触器体积、电流偏大。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种储能变流器的直流侧软启系统及其方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种储能变流器的直流侧软启系统，其特征在于：包含直流侧电源、直流断路器、直流侧软启接触器km1、软启电阻r1、主流侧主接触器、电容c1、功率模块、交流接触器km22、电网/负载、开关电源和直流负载；直流侧电源的正负极分别与直流断路器的两路输入端连接，直流断路器的一路输出端与直流侧软启接触器km1的一端和主流侧主接触器km2的三路输入端连接，直流侧软启接触器km1的另一端与软启电阻r1的一端连接，软启电阻r1的另一端和主流侧主接触器km2的三路输出端与电容c1一端和功率模块的一路输入端连接，直流断路器的另一路输出端与电容c1的另一端和功率模块的另一路输入端连接，功率模块的四路输出端分别与交流接触器km22的四路输入端连接，交流接触器km22的四路输出端于电网/负载连接，功率模块的四路输出端中任意一路火线和零线分别与开关电源的输入端连接，开关电源与直流负载连接，直流侧软启接触器km1、主流侧主接触器和功率模块与直流负载连接由直流负载控制。

进一步地，所述直流侧电源输入电压范围为450-900v，交流侧的交流接触器km22输出为三项工频交流电。

进一步地，所述直流负载为交流器主控板和屏幕。

进一步地，所述交流器主控板为tms320f2808、tms320f2812或tms320f28335芯片。

进一步地，所述屏幕采用led屏幕或lcd屏幕。

进一步地，所述开关电源采用uno-ps/1ac/2dc/100w电源，开关电源将输入的220v交流电压转化为24v直流电压。

一种储能变流器的直流侧软启系统的软启方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤一：交流侧供电，开关电源得电，输出电压给变流器控制板和屏幕，变流器控制板和屏幕启动；

步骤二：闭合直流侧断路器，主回路通电；

步骤三：变流器主控板通过信号采集线采集主回路电压及电池电压；

步骤四：变流器主控板将采集到的电压值显示在监控屏幕上；

步骤五：根据监控屏幕上显示的电压值，控制软启接触器km1吸合，给支撑电容c1充电，同时变流器主控板通过信号采集线采集电容两端电压，吸合主接触器km2，断开软启接触器km1，完成系统的软启动。

进一步地，所述步骤四中变流器主控板通过db9窗口线将采集到的电压值显示在监控屏幕上。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、本发明采用直流侧软启的方式减小供电电源对母线的直流电容的冲击，实现系统的完全软启动，电路通用性强；

2、本发明技术方案中直流断路器、接触器、开关电源等都可以集成在设备内部，系统集成度高；

4、本发明技术方案可以使用体积和电流较小的高压直流接触器，节约了成本。

附图说明

图1是本发明的一种储能变流器的直流侧软启系统的示意图。

图2是本发明的一种储能变流器的直流侧软启系统的软启方法的流程图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

如图1所示，本发明的一种储能变流器的直流侧软启系统，包含直流侧电源1、直流断路器2、直流侧软启接触器km1、软启电阻r1、主流侧主接触器km2、电容c1、功率模块3、交流接触器km22、电网/负载4、开关电源5和直流负载6；直流侧电源1的正负极分别与直流断路器2的两路输入端连接，直流断路器2的一路输出端与直流侧软启接触器km1的一端和主流侧主接触器km2的三路输入端连接，直流侧软启接触器km1的另一端与软启电阻r1的一端连接，软启电阻r1的另一端和主流侧主接触器km2的三路输出端与电容c1一端和功率模块3的一路输入端连接，直流断路器2的另一路输出端与电容c1的另一端和功率模块3的另一路输入端连接，功率模块3的四路输出端分别与交流接触器km22的四路输入端连接，交流接触器km22的四路输出端于电网/负载4连接，功率模块3的四路输出端中任意一路火线和零线分别与开关电源5的输入端连接，开关电源5与直流负载6连接，直流侧软启接触器km1、主流侧主接触器和功率模块与直流负载连接由直流负载控制。

直流侧电源为蓄电池，蓄电池可以是铅酸电池、锂电池等常见的储能电池，蓄电池电压通常为400v～1000v。

储能变流器功率为100kva，直流侧电源输入电压范围为450-900v，交流侧的交流接触器km22输出为三项工频交流电。直流负载6为交流器主控板和屏幕。交流器主控板为tms320f2808、tms320f2812或tms320f28335芯片，本实施例中采用ti公司的tms320f28335芯片。屏幕采用led屏幕或lcd屏幕，本实施例中采用昆仑通态公司的10.2寸液晶显示屏。

开关电源的输出接变流器主控板和监控屏幕的电源输入接口；变流器主控板输出的驱动信号通过两根排线分别与储能变流器中的igbt和控制主接触器的驱动接口连接；变流器主控板的通讯接口通过两根信号线与监控屏幕的通讯接口连接。

开关电源采用菲尼克斯公司的uno-ps/1ac/2dc/100w电源，开关电源将输入的220v交流电压转化为24v直流电压。开关电源的输入侧电压为变流器逆变输出的交流电压220v，输出为24v，给控制部分供电。

交流侧取电和开关电源的输出接变流器控制板和监控屏幕的电源输入接口。变流器控制板一条采集信号线接在直流侧断路器和主接触器km2等之间，一条采集信号线接在支撑电容两端；变流器控制板一组驱动电源接在软启接触器km1线圈上，一组驱动电源接在主接触器km2线圈上；变流器控制板一组i/o口接软启接触器km1的常闭反馈，三组i/o口接主接触器km2的常闭反馈；变流器控制板的通讯接口通过一根db9液晶窗口线与监控屏幕的通讯接口连接。

一种储能变流器的直流侧软启系统的软启方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤一：交流侧供电，开关电源得电，输出电压给变流器控制板和屏幕，变流器控制板和屏幕启动；

步骤二：闭合直流侧断路器，主回路通电；

步骤三：变流器主控板通过信号采集线采集主回路电压及电池电压；

步骤四：变流器主控板通过db9窗口线将采集到的电压值显示在监控屏幕上；

步骤五：根据监控屏幕上显示的电压值，控制软启接触器km1吸合，给支撑电容c1充电，同时变流器主控板通过信号采集线采集电容两端电压，吸合主接触器km2，断开软启接触器km1，完成系统的软启动。

通过电网给开关电源供电，开关电源输出24v给主控板和屏幕，闭合qf1后，主控板通过采样得到回路直流电源电压v1，主控板给km1驱动信号，km1吸合给支撑电容c1充电，同时主控板采集电容两侧电压v2，对比v2=0.99v1后，主控板给主接触器km2、km3、km4吸合信号，同时接收km2、km3、km4动作反馈信号，切断km1，功率模块开始工作发波，主控板检测模块发波吸合交流接触器km22，给电网和负载供电，系统软启成功。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。