一种大容量的快速充放电储能系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种大容量的快速充放电储能系统，该系统包括三相四线电源、快速充电装置以及至少两个储能单元，三相四线电源用于输出三相四线电源信号至快速充电装置，快速充电装置用于为至少两个储能单元同时提供低压充电信号；快速充电装置包括PWM整流电路、中间直流电路以及Buck－boost电路，PWM整流电路输出直流电压信号至中间直流电路，中间直流电路输出稳压后的直流电压信号至Buck－boost电路。本实用新型专利技术的储能系统通过将大电流分配到三相，能够减少管子冲击和减少超级电容承受的电流冲击，从而可以实现给超级电容的大电流快速充电。

A Fast Charging and Discharging Energy Storage System with Large Capacity

The utility model discloses a large-capacity fast charging and discharging energy storage system, which includes three-phase four-wire power supply, fast charging device and at least two energy storage units. Three-phase four-wire power supply is used to output three-phase four-wire power supply signal to fast charging device, and fast charging device is used to provide low-voltage charging signal for at least two energy storage units at the same time. Current circuit, intermediate DC circuit and Buck-boost circuit, PWM rectifier circuit output DC voltage signal to intermediate DC circuit, intermediate DC circuit output DC voltage signal to Buck-boost circuit after constant voltage. The energy storage system of the utility model can reduce the impact of the tube and the current impact of the supercapacitor by distributing the large current to three phases, so that the high current of the supercapacitor can be charged quickly.

【技术实现步骤摘要】
一种大容量的快速充放电储能系统
本技术涉及有轨电车供电
，具体的，涉及一种大容量的快速充放电储能系统。
技术介绍
有轨电车是采用电力驱动并在轨道上行驶的轻型轨道交通车辆。现有的供电技术主要是采用接触网取电和轨道取电。其中，接触网取电影响市容市貌，并且接触网的高度限制了城市建设的发展；轨道取电虽然可以采用分段循环供电或第三轨电磁式供电，这种供电的缺陷是轨道不安全，给上面通过的行人或车辆带来安全隐患，城市遭遇恶劣天气出现积水或内涝的情况下还会导致交通的中断或设备的损坏。随着城市轨道交通及新型储能器件超级电容技术的发展，以超级电容储能有轨汽车为代表的新一代节能与环保有轨电车是城市轨道交通发展的必然趋势已经成为普遍共识。充电设备为有轨电车的超级电容储能装置提供能量补给，是新型有轨电车的重要基础支撑系统。大功率充电技术的发展对有轨电车的发展具有决定性的影响。在有轨电车线路上各车站设置充电设备，利用有轨电车停站乘客上下车时间，通过充电设备为车载超级电容储能装置提供快速充电，因此需要充电功率大、充电时间短的有轨电车大功率充电设备。所以，如何在满足其特性要求的情况下对超级电容进行快速充电成为了一个亟待解决的重要问题。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术的主要目的是提供一种大容量的快速充放电储能系统，该储能系统通过将大电流分配到三相，能够减少管子冲击和减少超级电容承受的电流冲击，从而可以实现给超级电容的大电流快速充电。为了实现上述的主要目的，本技术提供的一种大容量的快速充放电储能系统包括三相四线电源、快速充电装置以及至少两个储能单元，三相四线电源用于输出三相四线电源信号至快速充电装置，快速充电装置用于为至少两个储能单元同时提供低压充电信号；快速充电装置包括PWM整流电路、中间直流电路以及Buck－boost电路，PWM整流电路输出直流电压信号至中间直流电路，中间直流电路输出稳压后的直流电压信号至Buck－boost电路；PWM整流电路包括至少三个LCL滤波电路以及至少三个单相逆变电路，一个LCL滤波电路的第一输出端与一个单相逆变电路的输入端电连接，Buck－boost电路包括至少两组三相桥式逆变电路，第一组三相桥式逆变电路与第一个储能单元电连接，第二组三相桥式逆变电路与第二个储能单元电连接。进一步的方案是，第一个LCL滤波电路包括第一电感、第二电感以及第一电容，第一电感的第一端连接至三相四线电源的A相，第一电容的第一端连接至第一电感的第二端和第二电感的第一端之间，第一电容的第二端连接至三相四线电源的零线；第二个LCL滤波电路包括第三电感、第四电感以及第二电容，第三电感的第一端连接至三相四线电源的B相，第二电容的第一端连接至第三电感的第二端和第四电感的第一端之间，第二电容的第二端连接至三相四线电源的零线；第三个LCL滤波电路包括第五电感、第六电感以及第三电容，第五电感的第一端连接至三相四线电源的C相，第三电容的第一端连接至第五电感的第二端和第六电感的第一端之间，第三电容的第二端连接至三相四线电源的零线。更进一步的方案是，第一个单相逆变电路由第一开关管和第二开关管构成，第二电感的第二端连接在第一开关管的发射极与第二开关管的集电极之间，第一开关管的集电极通过第四电容与第二开关管的发射极电连接；第二个单相逆变电路由第三开关管和第四开关管构成，第四电感的第二端连接在第三开关管的发射极与第四开关管集电极之间，第三开关管的集电极通过第五电容与第四开关管的发射极电连接；第三个单相逆变电路由第五开关管和第六开关管构成，第六电感的第二端连接在第五开关管的发射极与第六开关管的集电极之间，第五开关管的集电极通过第六电容与第六开关管的发射极电连接。更进一步的方案是，第一组三相桥式逆变电路包括第七电感、第八电感、第九电感，第一组三相桥式逆变电路的第一桥臂与第七电感的第一端电连接，第七电感的第二端与第一个储能单元电连接，第一组三相桥式逆变电路的第二桥臂与第八电感的第一端电连接，第八电感的第二端与第一个储能单元电连接，第一组三相桥式逆变电路的第三桥臂与第九电感的第一端电连接，第九电感的第二端与第一个储能单元电连接。更进一步的方案是，第二组三相桥式逆变电路包括第十电感、第十一电感、第十二电感，第二组三相桥式逆变电路的第一桥臂与第十电感的第一端电连接，第十电感的第二端与第二个储能单元电连接，第二组三相桥式逆变电路的第二桥臂与第十一电感的第一端电连接，第十一电感的第二端与第二个储能单元电连接，第二组三相桥式逆变电路的第三桥臂与第十二电感的第一端电连接，第十二电感的第二端与第二个储能单元电连接。更进一步的方案是，中间直流电路包括多个直流滤波电容和多个均压电阻，一个均压电阻与一个直流滤波电容并联。更进一步的方案是，储能单元包括超级电容，超级电容用于为有轨电车提供电能。由此可见，本技术提供的隔离充放电系统由三相四线电源、快速充电装置和储能单元三个部分构成，快速充电装置的PWM整流电路可以实现交流输入电压得到直流电压以及升压的功能；中间直流电路可以使得得到的直流电压更加平滑稳定；Buck－boost电路可以实现高压直流到低压直流的逆变。所以，有轨电车可以采用随车携带超级电容的形式，通过在每个站台上配置一台快速充电装置，利用有轨电车停站乘客上下车时间，通过该充电装置可以对车载超级电容进行快速、安全、大电流充电，将电容电荷充满，可以满足两站之间的驱动用电，满足有轨电车快速充电，推动有轨电车的普及。此外，没有了电力布线的困扰，安全性可以大大得到提高。【附图说明】图1是本技术一种大容量的快速充放电储能系统实施例的原理图。图2是本技术一种大容量的快速充放电储能系统实施例中快速充电装置的电路原理图。【具体实施方式】为了使技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不限用于本技术。参见图1，本技术的一种大容量的快速充放电储能系统包括三相四线电源1、快速充电装置2以及两个储能单元3，三相四线电源1用于输出三相四线电源信号至快速充电装置2，快速充电装置2用于为两个储能单元3同时提供低压充电信号。其中，储能单元3包括超级电容，超级电容用于为有轨电车提供电能。参见图2，快速充电装置2包括PWM整流电路21、中间直流电路22以及Buck－boost电路23，PWM整流电路21输出直流电压信号至中间直流电路22，中间直流电路22输出稳压后的直流电压信号至Buck－boost电路23。在本实施例中，PWM整流电路21包括三个LCL滤波电路以及三个单相逆变电路，一个LCL滤波电路的第一输出端与一个单相逆变电路的输入端电连接。其中，第一个LCL滤波电路包括电感L1、电感L4以及电容C1，电感L1的第一端连接至三相四线电源1的A相，电容C1的第一端连接至电感L1的第二端和电感L4的第一端之间，电容C1的第二端连接至三相四线电源1的零线N；第二个LCL滤波电路包括电感L2、电感L5以及电容C2，电感L2的第一端连接至三相四线电源1的B相，电容C2的第一端连接至电感L2的第二端和电感L5的第一端之间，电容C2的第二端连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大容量的快速充放电储能系统，其特征在于，包括：三相四线电源、快速充电装置以及至少两个储能单元，所述三相四线电源用于输出三相四线电源信号至所述快速充电装置，所述快速充电装置用于为至少两个所述储能单元同时提供低压充电信号；所述快速充电装置包括PWM整流电路、中间直流电路以及Buck－boost电路，所述PWM整流电路输出直流电压信号至所述中间直流电路，所述中间直流电路输出稳压后的直流电压信号至所述Buck－boost电路；所述PWM整流电路包括至少三个LCL滤波电路以及至少三个单相逆变电路，一个所述LCL滤波电路的第一输出端与一个所述单相逆变电路的输入端电连接，所述Buck－boost电路包括至少两组三相桥式逆变电路，第一组三相桥式逆变电路与第一个所述储能单元电连接，第二组所述三相桥式逆变电路与第二个所述储能单元电连接。

【技术特征摘要】
1.一种大容量的快速充放电储能系统，其特征在于，包括：三相四线电源、快速充电装置以及至少两个储能单元，所述三相四线电源用于输出三相四线电源信号至所述快速充电装置，所述快速充电装置用于为至少两个所述储能单元同时提供低压充电信号；所述快速充电装置包括PWM整流电路、中间直流电路以及Buck－boost电路，所述PWM整流电路输出直流电压信号至所述中间直流电路，所述中间直流电路输出稳压后的直流电压信号至所述Buck－boost电路；所述PWM整流电路包括至少三个LCL滤波电路以及至少三个单相逆变电路，一个所述LCL滤波电路的第一输出端与一个所述单相逆变电路的输入端电连接，所述Buck－boost电路包括至少两组三相桥式逆变电路，第一组三相桥式逆变电路与第一个所述储能单元电连接，第二组所述三相桥式逆变电路与第二个所述储能单元电连接。2.根据权利要求1所述的一种大容量的快速充放电储能系统，其特征在于：第一个所述LCL滤波电路包括第一电感、第二电感以及第一电容，所述第一电感的第一端连接至所述三相四线电源的A相，所述第一电容的第一端连接至所述第一电感的第二端和所述第二电感的第一端之间，所述第一电容的第二端连接至所述三相四线电源的零线；第二个所述LCL滤波电路包括第三电感、第四电感以及第二电容，所述第三电感的第一端连接至所述三相四线电源的B相，所述第二电容的第一端连接至所述第三电感的第二端和所述第四电感的第一端之间，所述第二电容的第二端连接至所述三相四线电源的零线；第三个所述LCL滤波电路包括第五电感、第六电感以及第三电容，所述第五电感的第一端连接至所述三相四线电源的C相，所述第三电容的第一端连接至所述第五电感的第二端和所述第六电感的第一端之间，所述第三电容的第二端连接至所述三相四线电源的零线。3.根据权利要求2所述的一种大容量的快速充放电储能系统，其特征在于：第一个所述单相逆变电路由第一开关管和第二开关管构成，所述第二电感的第二端连接在所述第一开关管的发射极与所述第二开关管的集电极之间，所述第一开关管...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴亚杰，黄琳，
申请(专利权)人：珠海泰通电气技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44