油机换电无级调速储能系统的制作方法

本发明涉及分布式电源和储能系统领域，具体是油机换电无级调速储能系统。

背景技术：

1、原有的园林电气设备、原油开采机械以及农业生产设备等一般采用柴油、汽油等燃油机驱动，能效较低，能源利用率不高，容易出现故障和停工现象，经常需要进行维修和更换，增加了维护成本和生产停工时间，影响使用效果。这些电气设备需要消耗大量的不可再生能源，排放出各种尾气，会造成能源浪费和环境污染，对环境造成不利影响。而在农业生产地区，电网覆盖不足，其电网覆盖不如城市密集，很多偏远地区甚至没有接入电力供应网络，电网容量不足以满足农业电气化生产的需求。在一些农忙时期，农业生产同时使用大量电力设备时，容易发生电压波动、电力短缺，电力供应不稳定，可能存在频繁的电力中断、波动、电压不稳等问题，这给农业生产带来了风险。而且农业生产设备的电力需求分散，分布式能源接入难度大，传统的中央化发电难以适应农业生产。此外，原有的农业生产设备工作效率低，虽然其操作简单但功能有限，难以实现自动化、智能化的农业生产，影响农产品的产量和质量。而且原有的园林电气设备、原油开采机械及农业生产设备等也因体积庞大，难以便携式运输，限制了其在园林规划、原油生产以及农业生中的运用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供油机换电无级调速储能系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、油机换电无级调速储能系统，包括pcs储能子系统、继电器relay和变频器vfd，pcs储能子系统进一步包括电性连接的光伏组件pv、储能电池组bat、升压电路boost、逆变/整流桥i/r h、双有源全桥dc-dc变换器dab和滤波器filter；

4、光伏组件pv的输出端连接到升压电路boost的输入端，升压电路boost的输出端连接到逆变/整流桥i/r h的输入端，逆变/整流桥i/r h连接到滤波器filter；

5、储能电池组bat连接双有源全桥dc-dc变换器dab，双有源全桥dc-dc变换器dab连接逆变/整流桥i/r h，逆变/整流桥i/r h经滤波器filter连接到继电器relay的一端，继电器relay连接变频器vfd。

6、优选的，光伏组件pv包括第一光伏组件pv1、第二光伏组件pv2和第三光伏组件pv3；储能电池组bat包括第一储能电池组bat1、第二储能电池组bat2和第三储能电池组bat3；升压电路boost包括第一升压电路boost1、第二升压电路boost2和第三升压电路boost3；逆变/整流桥i/r h包括第一逆变/整流桥i/r h1、第二逆变/整流桥i/r h2和第三逆变/整流桥i/r h3；双有源全桥dc-dc变换器dab包括第一双有源全桥dc-dc变换器dab1、第二双有源全桥dc-dc变换器dab2和第三双有源全桥dc-dc变换器dab3；滤波器filter包括第一滤波器filter1、第二滤波器filter2和第三滤波器filter3。

7、优选的，第一光伏组件pv1、第一储能电池组bat1、第一升压电路boost1、第一逆变/整流桥i/r h1、第一双有源全桥dc-dc变换器dab1和第一滤波器filter1构成pcs1储能子系统；第二光伏组件pv2、第二储能电池组bat2、第二升压电路boost2、第二逆变/整流桥i/r h2、第二双有源全桥dc-dc变换器dab2和第二滤波器filter2构成pcs2储能子系统；第三光伏组件pv3、第三储能电池组bat3、第三升压电路boost3、第三逆变/整流桥i/r h3、第三双有源全桥dc-dc变换器dab3和第三滤波器filter3构成pcs3储能子系统。

8、优选的，pcs1储能子系统中，第一光伏组件pv1的输出端连接到第一升压电路boost1的输入端，第一升压电路boost1的输出端连接到第一逆变/整流桥i/r h1的输入端，第一逆变/整流桥i/r h1连接到第一滤波器filter；第一储能电池组bat1连接第一双有源全桥dc-dc变换器dab1，第一双有源全桥dc-dc变换器dab1连接第一逆变/整流桥i/r h1，第一逆变/整流桥i/r h1经第一滤波器filter1连接到继电器relay的一端，继电器relay连接变频器vfd。

9、优选的，pcs2储能子系统中，第二光伏组件pv2的输出端连接到第二升压电路boost2的输入端，第二升压电路boost2的输出端连接到第二逆变/整流桥i/r h2的输入端，第二逆变/整流桥i/r h2连接到第二滤波器filter；第二储能电池组bat2连接第二双有源全桥dc-dc变换器dab2，第二双有源全桥dc-dc变换器dab2连接第二逆变/整流桥i/r h2，第二逆变/整流桥i/r h2经第二滤波器filter2连接到继电器relay的一端，继电器relay连接变频器vfd。

10、优选的，pcs3储能子系统中，第三光伏组件pv3的输出端连接到第三升压电路boost3的输入端，第三升压电路boost3的输出端连接到第三逆变/整流桥i/r h3的输入端，第三逆变/整流桥i/r h3连接到第三滤波器filter；第三储能电池组bat3连接第三双有源全桥dc-dc变换器dab3，第三双有源全桥dc-dc变换器dab3连接第三逆变/整流桥i/r h3，第三逆变/整流桥i/r h3经第三滤波器filter3连接到继电器relay的一端，继电器relay连接变频器vfd。

11、优选的，第一光伏组件pv1、第二光伏组件pv2和第三光伏组件pv3分别接在第一升压电路boost1、第二升压电路boost2和第三升压电路boost3低压侧，第一升压电路boost1、第二升压电路boost2和第三升压电路boost3高压侧分别连接第一逆变/整流桥i/r h1、第二逆变/整流桥i/r h2和第三逆变/整流桥i/r h3，第一储能电池组bat1、第二储能电池组bat2和第三储能电池组bat3分别接在第一双有源全桥dc-dc变换器dab1、第二双有源全桥dc-dc变换器dab2和第三双有源全桥dc-dc变换器dab3一次侧。

12、优选的，还包括有通信单元，通信单元包括dsp芯片、单片机arm1、单片机arm2以及串行通信接口sci，dsp芯片分别连接升压电路boost、逆变/整流桥i/r h和双有源全桥dc-dc变换器dab，串行通信接口sci包括串行通信接口sci1和串行通信接口sci2，dsp芯片经串行通信接口sci1后连接单片机arm1，单片机arm1经串行通信接口sci2后连接单片机arm2，单片机arm2连接电流互感器ct和drm。

13、优选的，dsp芯片分别连接第一升压电路boost1、第二升压电路boost2、第三升压电路boost3、第一逆变/整流桥i/r h1、第二逆变/整流桥i/r h2、第三逆变/整流桥i/rh3、第一双有源全桥dc-dc变换器dab1、第二双有源全桥dc-dc变换器dab2和第三双有源全桥dc-dc变换器dab3。

14、变频器vfd通过内部igbt的开断来调整输出电源的电压和频率，来改变电机工作时电源频率，进而实现软起动和无级调速，达到过流保护、减小电流冲击。

15、本发明将储能电池和光伏集成，形成pcs储能子系统，并将原来的油机驱动换为电驱动，并接入外部电网，负载侧搭载变频器vfd实现软起动和无级调速，将光伏离网运行，仅用于给储能电池组bat充电或向负载供电，不进行并网。储能电池组bat可以将多余的电能储存起来，可以在夜间或阴天等无法收集太阳能的情况下提供电力供应，这样就可以对光伏的不确定性和间歇性进行功率补偿。光伏组件pv和储能电池组bat的接入，可以有效解决原有的园林电气设备、原油开采机械以及农业生产地区电网覆盖不足导致的农业生产设备等一般采用柴油、汽油等燃油机驱动，能效较低，易出现故障和停工现象，消耗大量的不可再生能源，造成能源浪费和环境污染的问题；有效增加电网容量，以满足农业电气化园林规划、原油开采以及农业生产等电气化生产的需求，特别是在一些农忙时期园林规划、原油开采以及农业生产等繁忙的时候，光伏组件pv储能电池组bat的加入，可以增加供电可靠性，园林规划、原油开采以及农业生产同等同时使用大量电力设备时可大幅改善电压波动、电力短缺等问题；有效解决改善了园林规划、原油开采以及农业生产等地区分布式能源接入难度大、传统的中央化发电模式难以满足农业生产的需求的问题，方便移动和运输，满足需求分散的特点。此外，本发明在负载侧搭载了变频器vfd，变频器vfd是应用变频技术与微电子技术，通过内部igbt的开断来调整输出电源的电压和频率，来改变电机工作时电源频率，进而可以实现软起动和无极调速，达到过流保护、节能调速的目的。