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一种用于储能系统直流空调供电装置及其控制方法与流程

  • 国知局
  • 2024-11-06 14:46:48

本发明属于储能系统供电,具体的说是一种用于储能系统直流空调供电装置及其控制方法。

背景技术:

1、储能作为构建新型电力系统的重要支撑,对改善新能源电源的系统友好性、改善负荷需求特性、推动新能源大规模高质量发展起着关键作用。随着储能电站的陆续建设,储能系统的辅助用电功率越来越大,要求对供电的可靠性也在不断提高;其中,储能系统的辅助用电主要用于舱内的空调负荷。

2、目前储能系统辅助电源接口均为外部供电方式,通过pcs升压一体装置辅助变供电或外接箱式变压器供电,电源受外部环境影响因素大,供电可靠性无法得到保证;其供电方式主要有pcs升压一体装置辅助变供电和外接箱式变压器供电两种方式:方案一:pcs升压一体装置辅助变供电,利用该装置的690v电压等级,用1台690v/400v降压变压器供电;方案二:外接箱式变压器供电方式,在储能电站设置1台箱式变压器,通过储能电站周边的10kv环网柜或水泥杆,利用10kv/0.4kv降压变压器供电。

3、目前现有技术中,在储能设备运行前,储能系统内的空调需提前启动,由于储能电池系统数量多,若同时启动,功率大,电站内的若无外接电源或外接电源容量小,将导致储能系统空调提前运行困难;常规储能系统空调供电均采用交流供电方式,而交流电源需通过变压器降压转换,电源每转换一次都存在一定的电能损失,转换次数越多,导致电源传递效率低,造成电能的浪费;储能系统用的交流空调供电由外部电源供电,通过设备转换后,通过电缆连接,连接点增加,从而间接性增加了供电故障率,可靠性得不到保障;储能系统本身的输出的电源为直流电源,传统的交流空调无法兼容直流使用技术。

4、为此,本发明提供一种用于储能系统直流空调供电装置及其控制方法。

技术实现思路

1、为了弥补现有技术的不足,解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:本发明所述的一种用于储能系统直流空调供电装置,包括:

3、直流空调;

4、储能系统单元;

5、外部电源接口;

6、供电单元;

7、所述供电单元包括buck变换器、buck变换器闭环控制电路和桥式整流电路;所述buck变换器的输入端电性连接储能系统单元直流母线;所述buck变换器的输出端电性连接直流空调;所述外部电源接口电性连接在桥式整流电路的一端;

8、所述供电单元还包括多个供电控制开关单元,每个所述供电控制开关单元均连接在直流空调的供电回路中;

9、所述buck变换器的功率电路部分由输入电压、mosfet开关管、续流二极管、电感、电容以及负载电阻组成。

10、优选的,所述mosfet开关管场效应电阻值设为0.1ω,电压值设为0.0001v,vin为输入端,vc为控制信号端,sw为输出端,所述mosfet开关管用于buck变换器的核心部件。

11、优选的,所述续流二极管电阻值设为0.001ω,电压值设为0.8v,所述续流二极管用于为反向电动势提供耗电通路。

12、优选的,所述电感的电流峰值设为平均电感电流的40%,所述电感用于决定变换器ccm连续导通模式和dcm非连续导通模式的差异。

13、优选的,所述电容采用陶瓷电容,电容为2f,所述电容影响输出纹波的大小。

14、优选的,所述buck变换器闭环控制电路包括控制单元,所述控制单元分为电压控制回路和电流控制回路,所述电压控制回路包括误差放大器,pwm比较器,功率开关驱动器及采样网络。

15、优选的,所述桥式整流电路包括变压器和四个二极管,所述二极管设置续流单向二极管。

16、一种用于储能系统直流空调供电控制方法,优选的,该控制方法包括以下步骤:

17、s1:通过将储能系统单元的直流母线的电压输入至buck变换器;

18、s2:buck变换器在工作时,当vin输入电压为dc1000~1500v时,vc提供脉冲信号,脉冲信号为高电平时,mosfet开关管导通,sw的电位为dc1000~1500v,续流二极管反向截止,输入电压向电感充电,电感以磁场的形式储存能量,电感电流线性上升,同时电感电流对电容充电,并向负载电阻提供电流,电路工作在充电状态;脉冲信号变为低电平时,mosfet开关管截止,续流二极管正偏,电感、电容释放储存的能量,电流流经负载通过续流二极管形成回路,电感电流线性减小,电路工作在续流状态;

19、s3:通过桥式整流电路,若储能装置本体无电源时,由于直流空调需求功率低,可采用电站内的临时电源供电;

20、s4:通过供电单元将储能系统单元直流母线提供的dc1500v变换为直流空调所需要的dc750v。

21、本发明的有益效果如下:

22、1.本发明所述的一种用于储能系统直流空调供电装置及其控制方法,通过依托储能系统单元自身的直流电源,将传统的交流空调替换为直流空调系统,根据储能系统单元输出的电压和直流空调的运行电压,开发一种储能系统用的直流空调供电装置及控制,实现通过储能系统自身的电源供电到直流空调系统,该控制装置引入直流空调的应用,利用储能系统单元自身的直流母线供电,实现了供电电源不再完全受外部电源限制以及pcs升压一体机辅助变的容量限制;另外减少了储能系统电源与pcs升压一体机或箱式变压器的电缆连接,减少了因外部故障引起的停电概率,增加了供电的可靠性。

23、2.本发明所述的一种用于储能系统直流空调供电装置及其控制方法,通过减少空调系统与外部设备的连接,直流供电装置安装于储能系统本体不与外部电源连接,若储能装置本体无电源时,由于直流空调需求功率低,可采用电站内的临时电源供电。

24、3.本发明所述的一种用于储能系统直流空调供电装置及其控制方法,通过直流空调技术的使用,减少了电源的转换,提高了电能的使用效率,从而实现节能降耗的目的,同时直流空调噪声低,减少了周边的噪声污染。

25、4.本发明所述的一种用于储能系统直流空调供电装置及其控制方法,通过设置mosfet开关管,当vin输入电压为dc1000~1500v,vc提供脉冲信号,脉冲信号为高电平时,mosfet开关管导通,sw点的电位为dc1000~1500v,续流二极管反向截止,输入电压向电感充电,电感以磁场的形式储存能量,电感电流线性上升;同时电感电流对电容充电,并向负载电阻提供电流,电路工作在充电状态;脉冲信号变为低电平时,mosfet开关管截止,续流二极管正偏;电感、电容释放储存的能量,电流流经负载通过续流二极管形成回路,电感电流线性减小,电路工作在续流状态,当脉冲信号又变为高电平时,mosfet开关管重新导通,电路进入新一周期的充电状态,重复上述过程。

技术特征:

1.一种用于储能系统直流空调供电装置,包括:

2.根据权利要求1所述的一种用于储能系统直流空调供电装置,其特征在于:所述mosfet开关管场效应电阻值设为0.1ω,电压值设为0.0001v,vin为输入端,vc为控制信号端,sw为输出端,所述mosfet开关管用于buck变换器的核心部件。

3.根据权利要求2所述的一种用于储能系统直流空调供电装置,其特征在于:所述续流二极管电阻值设为0.001ω,电压值设为0.8v,所述续流二极管用于为反向电动势提供耗电通路。

4.根据权利要求3所述的一种用于储能系统直流空调供电装置,其特征在于:所述电感的电流峰值设为平均电感电流的40%,所述电感用于决定变换器ccm连续导通模式和dcm非连续导通模式的差异。

5.根据权利要求4所述的一种用于储能系统直流空调供电装置,其特征在于:所述电容采用陶瓷电容,电容为2f,所述电容影响输出纹波的大小。

6.根据权利要求5所述的一种用于储能系统直流空调供电装置,其特征在于:所述buck变换器闭环控制电路包括控制单元,所述控制单元分为电压控制回路和电流控制回路,所述电压控制回路包括误差放大器,pwm比较器,功率开关驱动器及采样网络。

7.根据权利要求6所述的一种用于储能系统直流空调供电装置,其特征在于:所述桥式整流电路包括变压器和四个二极管,所述二极管设置续流单向二极管。

8.一种用于储能系统直流空调供电控制方法,该控制方法适用于权利要求1至7任一所述的一种用于储能系统直流空调供电装置,其特征在于:该控制方法包括以下步骤:

技术总结本发明属于储能系统供电技术领域,具体的说是一种用于储能系统直流空调供电装置及其控制方法,包括:直流空调;储能系统单元;外部电源接口;供电单元;所述供电单元包括Buck变换器、Buck变换器闭环控制电路和桥式整流电路;通过依托储能系统单元自身的直流电源,将传统的交流空调替换为直流空调系统,根据储能系统单元输出的电压和直流空调的运行电压,开发一种储能系统用的直流空调供电装置及控制,实现通过储能系统自身的电源供电到直流空调系统,该控制装置引入直流空调的应用,实现了供电电源不再完全受外部电源限制以及PCS升压一体机辅助变的容量限制,减少了因外部故障引起的停电概率,增加了供电的可靠性。技术研发人员:李福,黎婷婷,潘利国,周涛,赵嘉欣,刘雨惠,丁佳宝受保护的技术使用者:国核电力规划设计研究院重庆有限公司技术研发日:技术公布日:2024/11/4

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