一種儲能雙向變流器及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及儲能及能量交換技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種儲能雙向變流器及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)前國家大力發(fā)展新能源發(fā)電技術(shù)和微電網(wǎng)技術(shù)的背景下，電池儲能技術(shù)受到廣泛的關(guān)注。
[0003]在新能源發(fā)電領(lǐng)域，電池儲能技術(shù)可以平抑風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的功率波動，使其功率輸出趨于穩(wěn)定，改善新能源并網(wǎng)的電能質(zhì)量和穩(wěn)定性；在微電網(wǎng)領(lǐng)域，電池儲能技術(shù)可以改善微網(wǎng)的電能質(zhì)量，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并且在故障情況下可起到應(yīng)急電源的作用；電池儲能系統(tǒng)還可在電網(wǎng)中起到削峰填谷的作用。PCS(儲能雙向變流器)是儲能系統(tǒng)的主要組成部分，通過PCS可以實現(xiàn)電池儲能系統(tǒng)中的能量與電網(wǎng)的能量的雙向傳輸。傳統(tǒng)的PCS為單級雙向PffM變流器，該變流器無法對電池儲能系統(tǒng)中的電池進(jìn)行分組管理，同時無法實現(xiàn)臺機下蓄電池組的運行、維護(hù)并行，因此難以滿足電池儲能系統(tǒng)靈活性的要求。
[0004]由此可見，如何實現(xiàn)對電池儲能系統(tǒng)中的電池進(jìn)行分組管理是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種儲能雙向變流器，用于實現(xiàn)對電池儲能系統(tǒng)中的電池進(jìn)行分組管理。此外，本發(fā)明的目的還提供一種該儲能雙向變流器的控制方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種儲能雙向變流器，包括:隔離變壓器、三相AC/DC模塊、并聯(lián)的多個DC/DC模塊和微控制器；
[0007]所述隔離變壓器與交流電網(wǎng)和所述三相AC/DC模塊連接；
[0008]所述三相AC/DC模塊與所述DC/DC模塊連接；
[0009]每個所述DC/DC模塊與電池儲能系統(tǒng)中的電池組——對應(yīng)連接；
[0010]所述微控制器與所述三相AC/DC模塊、所述DC/DC模塊、能量管理系統(tǒng)和所述電池儲能系統(tǒng)中的電池管理系統(tǒng)連接，用于根據(jù)所述能量管理系統(tǒng)的信息控制所述三相AC/DC模塊和所述DC/DC模塊的工作狀態(tài)；
[0011]其中，所述電池管理系統(tǒng)與所述電池組連接，所述電池管理系統(tǒng)與所述能量管理系統(tǒng)連接。
[0012]優(yōu)選地，所述微控制器通過通信總線與所述三相AC/DC模塊連接。
[0013]優(yōu)選地，所述微控制器通過通信總線與所述DC/DC模塊連接。
[0014]優(yōu)選地，所述微控制器通過通信總線與所述電池管理系統(tǒng)連接。
[0015]優(yōu)選地，所述微控制器通過通信總線與所述能量管理系統(tǒng)連接。
[0016]—種儲能雙向變流器的控制方法，應(yīng)用于上述所述的儲能雙向變流器，包括:
[0017]獲取電池儲能系統(tǒng)中的電池管理系統(tǒng)的信息；
[0018]發(fā)送儲能雙向變流器的三相AC/DC模塊和DC/DC模塊的狀態(tài)信息；
[0019]獲取能量管理系統(tǒng)的信息；
[0020]根據(jù)所述能量管理系統(tǒng)的信息控制所述儲能雙向變流器的三相AC/DC模塊和DC/DC模塊的工作狀態(tài)。
[0021]優(yōu)選地，所述獲取電池儲能系統(tǒng)中的電池管理系統(tǒng)的信息包括:
[0022]獲取電池儲能系統(tǒng)中的電池組當(dāng)前狀態(tài)信息、獲取所述電池組的電壓信息、電流信息、溫度信息、荷電狀態(tài)信息和健康狀態(tài)信息；
[0023]所述獲取能量管理系統(tǒng)的信息包括:
[0024]獲取控制所述三相AC/DC模塊的信息和獲取控制所述DC/DC模塊的信息。
[0025]優(yōu)選地，所述控制所述儲能雙向變流器的三相AC/DC模塊和DC/DC模塊的工作狀態(tài)包括:
[0026]控制所述儲能雙向變流器的三相AC/DC模塊和所述DC/DC模塊處于保持所述電池組均衡充電和所述電池組均衡放電的狀態(tài)。
[0027]優(yōu)選地，所述控制所述儲能雙向變流器的三相AC/DC模塊和DC/DC模塊的工作狀態(tài)還包括:
[0028]控制所述DC/DC模塊處于休眠狀態(tài)。
[0029]優(yōu)選地，所述控制所述儲能雙向變流器的三相AC/DC模塊和DC/DC模塊的工作狀態(tài)還包括:
[0030]控制所述DC/DC模塊使相應(yīng)的電池處于滿充電維護(hù)狀態(tài)和電池荷電標(biāo)定狀態(tài)。
[0031]本發(fā)明所提供的儲能雙向變流器，包括:隔離變壓器、三相AC/DC模塊、并聯(lián)的多個DC/DC模塊和微控制器。通過多個并聯(lián)的DC/DC模塊與不同的電池組連接，可以獨立控制電池組的運行狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)對電池儲能系統(tǒng)中的電池分組管理，提高了電池儲能系統(tǒng)的靈活性。
【附圖說明】
[0032]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例，下面將對實施例中所需要使用的附圖做簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0033]圖1為本發(fā)明提供的一種儲能雙向變流器的結(jié)構(gòu)圖；
[0034]圖2為本發(fā)明提供的一種儲能雙向變流器的控制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0035]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下，所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。
[0036]本發(fā)明的核心是提供一種儲能雙向變流器及儲能雙向變流器的控制方法。
[0037]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0038]實施例一
[0039]圖1為本發(fā)明提供的一種儲能雙向變流器的結(jié)構(gòu)圖。儲能雙向變流器，包括:隔離變壓器10、三相AC/DC模塊11、并聯(lián)的多個DC/DC模塊12和微控制器16。
[0040]隔離變壓器10與交流電網(wǎng)連接，其作用是將交流電網(wǎng)的電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并傳輸至三相AC/DC模塊11。三相AC/DC模塊11的一端與隔離變壓器10連接，另一端與多個DC/DC模塊12連接，其中，多個DC/DC模塊12并聯(lián)關(guān)系，相互之間是獨立的。每一個DC/DC模塊12均與電池儲能系統(tǒng)中的一個電池組13連接。電池儲能系統(tǒng)中電池管理系統(tǒng)14與每個電池組13連接，用于獲取每個電池組13的信息，如:電池組13當(dāng)前狀態(tài)信息、電池組13的電壓信息、電流信息、溫度信息、荷電狀態(tài)信息和健康狀態(tài)信息等；能量管理系統(tǒng)15與電池管理系統(tǒng)14連接，用于獲取電池管理系統(tǒng)14的信息；還與微控制器16連接，用于獲取三相AC/DC模塊11和DC/DC模塊12的信息，并根據(jù)獲得的信息綜合分析后向微控制器16發(fā)送信息。
[0041]其中，本發(fā)明所說的健康狀態(tài)信息是指:蓄電池容量、健康度、性能狀態(tài)等信息。
[0042]微控制器16與三相AC/DC模塊1UDC/DC模塊12、電池管理系統(tǒng)14和能量管理系統(tǒng)15連接，用于根據(jù)能量管理系統(tǒng)15的信息控制三相AC/DC模塊11和DC/DC模塊12的工作狀態(tài)。
[0043]具體控制過程主要包括以下幾個方面:
[0044]第一，控制三相AC/DC模塊11和DC/DC模塊12處于保持電池組13均衡充電和電池組13均衡放電的狀態(tài)。
[0045]其中，均衡充電的過程如下:微控制器16根據(jù)預(yù)先設(shè)定的儲能變流器的輸入功率和電池組13的荷電狀態(tài)信息判斷可允許充電電池組的組數(shù)以及組名，然后根據(jù)電池組13的荷電狀態(tài)信息匹配各電池組13的充電系數(shù)，使得電池組13能夠均衡充電。在充電過程中，微控制器16還動態(tài)跟蹤儲能變流器的功率和各電池組13的信息，并實時控制充電電池組的組數(shù)及組名，以便調(diào)整充電系數(shù)，保障各電池組平衡充電。
[0046]均衡放電的過程如下:微控制器16根據(jù)預(yù)先設(shè)定的儲能變流器的輸入功率和電池組13的荷電狀態(tài)信息判斷可允許放電電池組的組數(shù)以及組名，然后根據(jù)電池組13的荷電狀態(tài)信息匹配各電池組13的放電系數(shù)，使得電池組13能夠均衡放電。在放電過程中，微控制器16還動態(tài)跟蹤儲能變流器的功率和各電池組13的信息，并實時控制放電電池組的組數(shù)及組名，以便調(diào)整放電系數(shù)，保障各電池組平衡放電。
[0047]第二，控制DC/DC模塊12處于休眠狀態(tài)。
[0048]控制過程如下:當(dāng)儲能變流器運行功率較低時，則電池儲能系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率也較低，因此，微控制器16可以根據(jù)電池組13的荷電狀態(tài)信息和運行功率，選擇其中一個DC/DC模塊12處于休眠狀態(tài)，以此可以達(dá)到降低功耗的目的，從而提高電池儲能系統(tǒng)的運行效率。
[0049]第三，控制DC/DC模塊12使相應(yīng)電池處于滿充電維護(hù)狀態(tài)和電池荷電標(biāo)定狀態(tài)。
[0050]其中，滿充電維護(hù)狀態(tài)的控制過程如下:
[0051]滿充電維護(hù)，能量管理系統(tǒng)15根據(jù)運行情況，指定進(jìn)行滿充電維護(hù)的電池組，然后下達(dá)滿充電維護(hù)指令(控制信息)至微控制器16，微控制器16根據(jù)該指令控制相應(yīng)的DC/DC模塊12執(zhí)行滿充電維護(hù)程序。具體地，可以通過與電網(wǎng)或其他電池組的交換能量進(jìn)行滿充電維護(hù)。
[0052]電池荷電標(biāo)定狀態(tài)的控制過程如下:
[0053]能量管理系統(tǒng)15根據(jù)電池儲能系統(tǒng)的運行情況，指定需要進(jìn)行標(biāo)定的電池組13，并下達(dá)標(biāo)定指令，微控制器16控制相應(yīng)的DC/DC模塊12執(zhí)行標(biāo)定程序。具體地，可以通過與電網(wǎng)或其他電池組交換能量進(jìn)行標(biāo)定。
[0054]本發(fā)明提供的儲能雙向變流器，包括:隔離