一种双向反激原边集成式的电池储能系统

专利主权项内容

1.一种双向反激原边集成式的电池储能系统，其特征在于：包括电池单元、主功率变换器、辅助功率变换器和控制电路；所述电池单元由n组电池模块串联而成，n组电池模块依次为B、B、...、B，所述主功率变换器一端与电池单元并联，另一端接入三相电网，所述辅助功率变换器包括原边集成式高频变压器、原边变换器和副边变换器，其中原边变换器一端与电池单元相连，另一端与原边集成式高频变压器相连；副边变换器的一端与原边集成式高频变压器相连，另一端与电池模块对应相连；控制电路分别与主功率变换器、辅助功率变换器连接；12n所述主功率变换器包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、直流侧电容C、第一滤波电感、第二滤波电感、第三滤波电感，其中第一开关管的发射集端子连接在第一滤波电感的第一端，第一开关管的集电极端子连接在电池单元的正极，第二开关管的发射集端子连接在电池单元的负极，第二开关管的集电极端子连接在第一滤波电感的第一端，第三开关管的发射集端子连接在第二滤波电感的第一端，第三开关管的集电极端子连接在电池单元的正极，第四开关管的发射集端子连接在电池单元的负极，第四开关管的集电极端子连接在第二滤波电感的第一端，第五开关管的发射集端子连接在第三滤波电感的第一端，第五开关管的集电极端子连接在电池单元的正极之间，第六开关管的发射集端子连接在电池单元的负极，第六开关管的集电极端子连接在第三滤波电感的第一端，第一滤波电感、第二滤波电感、第三滤波电感的第二端分别接入三相交流电网的U相、U相、U相；第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管的栅极均与控制电路相连，使第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管的导通与关断由控制电路控制；所述第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管均为带反并联二极管的IGBT开关管；dabc所述原边集成式高频变压器包括一个原边绕组和n个副边绕组，副边绕组依次为W、W、...、W；12n所述原边变换器包括第七开关管、第八开关管、第一续流二极管、第二续流二极管、直流电容C；其中第七开关管的漏极端子连接在电池单元的正极，第七开关管的源极端子连接在原边绕组的第一端子，第八开关管的漏极端子连接在电池单元的负极，第八开关管的源极端子连接原边绕组的第二端子之间，第一续流二极管的阴极与电池单元的正极相连，第一续流二极管的阳极与原边绕组的第二端子相连，第二续流二极管的阳极与电池单元的负极相连，第二续流二极管的阴极与原边绕组的第一端子相连，直流电容C与电池单元并接；第七开关管、第八开关管的栅极均与控制电路相连，使第七开关管、第八开关管的导通与关断由控制电路控制；所述第七开关管、第八开关管均为带反并联二极管的MOSFET开关管；pp所述副边变换器包括n个独立单元，每个独立单元分别对应一个电池模块，其中副边绕组W所连接的独立单元包括第九开关管、直流电容C，第九开关管的漏极端子连接在副边绕组W的第二端子，副边绕组W的第一端子连接在对应电池模块的正极，第九开关管的源极端子连接在对应电池模块的负极，直流电容C与对应电池模块并联，第九开关管的栅极与控制电路相连，使第九开关管的导通与关断由控制电路控制；所述第九开关管为带反并联二极管的MOSFET开关管；其余副边绕组W、...、W所连接的独立单元的结构依此类推；111112n所述辅助功率变换器在电池模块充放电过程中，若电池模块处于充电状态，能量传输为正向，即原边变换器到副边变化器的能量传输，在一个PWM周期内，第七开关管和第八开关管同时导通，第九开关管处于均关断状态，第一续流二极管和第二续流二极管截至，原边绕组电流线性上升储存能量，第七开关管和第八开关管导通一段时间后使其同时关断，第一续流二极管和第二续流二极管立即导通，钳制了由于漏感所引起的原边绕组感应电势，同时漏感能量使副边形成感应电势使副边反并联二极管导通，能量流入电池模块，给电池模块充电；若电池模块处于放电状态能量传输为反向，即副边变换器到原边变化器的能量传输，在一个PWM周期内，第九开关管处于导通状态，第七开关管和第八开关管均处于关断状态，副边绕组W储存能量，第九开关管导通一段时间后使其关断，漏感能量使原边形成感应电势使原边两个续流二极管导通，能量回馈电网，实现电池储能系统的双向控制，且仅对电池模块充放电电流与主电流的差异值进行独立闭环控制。1