一种替代柴油发电机的绿色能源系统和方法与流程

本发明涉及供电领域，特别涉及一种替代柴油发电机的绿色能源系统和方法。

背景技术：

1、传统的柴油发电机是一种利用内燃机发电的设备，通过将机械能转换成电能为工业、农业、商业、房地产等各类领域提供电力，主要组成部分包括柴油发动机、发电机及控制系统等，具备污染排放较大、噪声大且能效较低等缺点。锂电池的应用领域主要为通讯(communication)、电脑(computer)、消费类电子(consume)等产品领域，在电动汽车、电网储能等大功率、大容量电池应用领域由于技术成本等原因锂电池的推广应用尚未大规模展开。消费电子、电动汽车及电力储能的发展需要将进一步推动锂离子电池技术的进步。

2、因此，需要提供一种替代柴油发电机的绿色能源系统和方法，用于替代柴油发电机，将锂电池组产生的直流电转换为交流电，提供更为绿色环保的电能。

技术实现思路

1、本发明提供一种替代柴油发电机的绿色能源系统，包括控制模块、锂电池组及高频逆变器，所述锂电池组与所述高频逆变器电性连接，所述控制模块用于控制所述高频逆变器对所述锂电池组输出的直流电进行转换，所述高频逆变器输出用于给负载供电的交流电；所述高频逆变器包括直流转换单元及交直流转换单元，所述锂电池组的输出端与所述直流转换单元的输入端电连接，所述直流转换单元的输出端与所述交直流转换单元的输入端电连接。

2、进一步地，所述直流转换单元包括第一整流桥、高频变压器及第二整流桥，所述锂电池组的输出端与所述第一整流桥的输入端电连接，所述第一整流桥的输出端与所述高频变压器的输入端电连接，所述高频变压器的输出端与所述第二整流桥的输入端电连接，所述第二整流桥的输出端与所述交直流转换单元的输入端电连接，其中，所述第一整流桥用于将所述锂电池组输出的直流电转换为高频的交流电压，所述第一整流桥用于将所述高频变压器输出的高频交流电转换为直流电。

3、进一步地，所述第一整流桥包括第一绝缘栅双极晶体管q1、第二绝缘栅双极晶体管q2、第三绝缘栅双极晶体管q3及第四绝缘栅双极晶体管q4；所述第二整流桥包括第五绝缘栅双极晶体管q5、第六绝缘栅双极晶体管q6、第七绝缘栅双极晶体管q7及第八绝缘栅双极晶体管q8。

4、进一步地，所述交直流转换单元包括第三整流桥，所述第三整流桥包括第九绝缘栅双极晶体管q9、第十绝缘栅双极晶体管q10、第十一绝缘栅双极晶体管q11及第十二绝缘栅双极晶体管q12。

5、进一步地，所述控制模块包括第一调制单元、第二调制单元及第三调制单元，其中，所述第一调制单元用于，所述第二调制单元用于，所述第三调制单元用于调制所述第一绝缘栅双极晶体管q1、第二绝缘栅双极晶体管q2、第三绝缘栅双极晶体管q3及第四绝缘栅双极晶体管q4，所述第二调制单元用于调制所述第五绝缘栅双极晶体管q5、第六绝缘栅双极晶体管q6、第七绝缘栅双极晶体管q7及第八绝缘栅双极晶体管q8，所述第三调制单元用于调制所述第九绝缘栅双极晶体管q9、第十绝缘栅双极晶体管q10、第十一绝缘栅双极晶体管q11及第十二绝缘栅双极晶体管q12。

6、进一步地，所述第一调制单元使用双极性spwm调制波调制所述第一绝缘栅双极晶体管q1、第二绝缘栅双极晶体管q2、第三绝缘栅双极晶体管q3及第四绝缘栅双极晶体管q4。

7、进一步地，所述第三调制单元使用电压电流双环控制调制所述第九绝缘栅双极晶体管q9、第十绝缘栅双极晶体管q10、第十一绝缘栅双极晶体管q11及第十二绝缘栅双极晶体管q12。

8、进一步地，所述第三调制单元包括电压环的pid控制器及电流环的pid控制器，所述电压环的pid控制器的输入包括输出电压参考值与所述交直流转换单元的输出电压之间的差值，所述电流环的pid控制器的输入包括所述电压环的pid控制器的输出电流与电感电流之间的差值，所述电流环的pid控制器用于进行对所述第九绝缘栅双极晶体管q9、第十绝缘栅双极晶体管q10、第十一绝缘栅双极晶体管q11及第十二绝缘栅双极晶体管q12pwm控制调节。

9、进一步地，所述控制模块还用于通过can总线控制所述锂电池组与所述高频逆变器之间的导通与关断。

10、一种应用于上述的一种替代柴油发电机的绿色能源系统的方法，包括：通过can总线控制锂电池组与高频逆变器之间的导通；开启直流转换单元，使用双极性spwm调制波调制所述直流转换单元包括的第一绝缘栅双极晶体管q1、第二绝缘栅双极晶体管q2、第三绝缘栅双极晶体管q3及第四绝缘栅双极晶体管q4，将所述锂电池组输出的直流电转换为高频交流电，通过所述直流转换单元包括的高频变压器将所述高频交流电转换为200v的高频交流电，调制所述直流转换单元包括的第五绝缘栅双极晶体管q5、第六绝缘栅双极晶体管q6、第七绝缘栅双极晶体管q7及第八绝缘栅双极晶体管q8，将所述200v的高频交流电转换为200v的直流电；开启交直流转换单元，使用电压电流双环控制调制所述交直流转换单元包括的第九绝缘栅双极晶体管q9、第十绝缘栅双极晶体管q10、第十一绝缘栅双极晶体管q11及第十二绝缘栅双极晶体管q12，将所述200v的直流电转换为交流电。

技术特征：

1.一种替代柴油发电机的绿色能源系统，其特征在于，包括控制模块、锂电池组及高频逆变器，所述锂电池组与所述高频逆变器电性连接，所述控制模块用于控制所述高频逆变器对所述锂电池组输出的直流电进行转换，所述高频逆变器输出用于给负载供电的交流电；

2.根据权利要求1所述的一种替代柴油发电机的绿色能源系统，其特征在于，所述直流转换单元包括第一整流桥、高频变压器及第二整流桥，所述锂电池组的输出端与所述第一整流桥的输入端电连接，所述第一整流桥的输出端与所述高频变压器的输入端电连接，所述高频变压器的输出端与所述第二整流桥的输入端电连接，所述第二整流桥的输出端与所述交直流转换单元的输入端电连接，其中，所述第一整流桥用于将所述锂电池组输出的直流电转换为高频的交流电压，所述第一整流桥用于将所述高频变压器输出的高频交流电转换为直流电。

3.根据权利要求2所述的一种替代柴油发电机的绿色能源系统，其特征在于，所述第一整流桥包括第一绝缘栅双极晶体管q1、第二绝缘栅双极晶体管q2、第三绝缘栅双极晶体管q3及第四绝缘栅双极晶体管q4；

4.根据权利要求3所述的一种替代柴油发电机的绿色能源系统，其特征在于，所述交直流转换单元包括第三整流桥，所述第三整流桥包括第九绝缘栅双极晶体管q9、第十绝缘栅双极晶体管q10、第十一绝缘栅双极晶体管q11及第十二绝缘栅双极晶体管q12。

5.根据权利要求4所述的一种替代柴油发电机的绿色能源系统，其特征在于，所述控制模块包括第一调制单元、第二调制单元及第三调制单元，其中，所述第一调制单元用于，所述第二调制单元用于，所述第三调制单元用于调制所述第一绝缘栅双极晶体管q1、第二绝缘栅双极晶体管q2、第三绝缘栅双极晶体管q3及第四绝缘栅双极晶体管q4，所述第二调制单元用于调制所述第五绝缘栅双极晶体管q5、第六绝缘栅双极晶体管q6、第七绝缘栅双极晶体管q7及第八绝缘栅双极晶体管q8，所述第三调制单元用于调制所述第九绝缘栅双极晶体管q9、第十绝缘栅双极晶体管q10、第十一绝缘栅双极晶体管q11及第十二绝缘栅双极晶体管q12。

6.根据权利要求5所述的一种替代柴油发电机的绿色能源系统，其特征在于，所述第一调制单元使用双极性spwm调制波调制所述第一绝缘栅双极晶体管q1、第二绝缘栅双极晶体管q2、第三绝缘栅双极晶体管q3及第四绝缘栅双极晶体管q4。

7.根据权利要求5或6所述的一种替代柴油发电机的绿色能源系统，其特征在于，所述第三调制单元使用电压电流双环控制调制所述第九绝缘栅双极晶体管q9、第十绝缘栅双极晶体管q10、第十一绝缘栅双极晶体管q11及第十二绝缘栅双极晶体管q12。

8.根据权利要求7所述的一种替代柴油发电机的绿色能源系统，其特征在于，所述第三调制单元包括电压环的pid控制器及电流环的pid控制器，所述电压环的pid控制器的输入包括输出电压参考值与所述交直流转换单元的输出电压之间的差值，所述电流环的pid控制器的输入包括所述电压环的pid控制器的输出电流与电感电流之间的差值，所述电流环的pid控制器用于进行对所述第九绝缘栅双极晶体管q9、第十绝缘栅双极晶体管q10、第十一绝缘栅双极晶体管q11及第十二绝缘栅双极晶体管q12pwm控制调节。

9.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种替代柴油发电机的绿色能源系统，其特征在于，所述控制模块还用于通过can总线控制所述锂电池组与所述高频逆变器之间的导通与关断。

10.一种应用于权利要求1-9中任意一项所述的一种替代柴油发电机的绿色能源系统的方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供一种替代柴油发电机的绿色能源系统和方法，涉及供电领域，其中，该系统包括控制模块、锂电池组及高频逆变器，锂电池组与高频逆变器电性连接，控制模块用于控制高频逆变器对锂电池组输出的直流电进行转换，高频逆变器输出用于给负载供电的交流电；高频逆变器包括直流转换单元及交直流转换单元，锂电池组的输出端与直流转换单元的输入端电连接，直流转换单元的输出端与交直流转换单元的输入端电连接，具有替代柴油发电机，将锂电池组产生的直流电转换为交流电，提供更为绿色环保的电能的优点。

技术研发人员：李适如,郑高峰,高明
受保护的技术使用者：深圳高鹏能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17