一种储能充电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种储能充电系统，包含从电网取电的高频隔离变换的负载供电用的AC/DC变换装置以及从电池放电给负载供电用的高频隔离变换的DC/DC变换装置。本发明专利技术通过充电ACDC转换为直流电能进行充电，同时也可以通过高频隔离的DCDC变换装置放电给到负载供电母线，同时还有与交流相连的ACDC将交流电能转换为直流电能到负载供电母线给负载供电。充电ACDC通过高频隔离变压器隔离，调节通过变压器的电能，从而调节直流母线对储能装置的充电电压和电流，供电DCDC通过高频隔离变压器隔离，调节通过变压器的电能，以及调节对负载供电母线的供电电压和电流，达到给电动车或其它类型负载充电的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种储能充电系统
本专利技术涉及一种充电系统，具体涉及一种储能充电系统。
技术介绍
一般电动车或其它类型负载充电系统从交流电网取电，但由于交流电网在功率提供上的限制，特别是单一箱变的容量有限，不可能接入超过其容量的充电系统。同时交流电网在不同时段的用电费用上存在差别，而电动车或其它类型负载充电又是一个随机性的用电，所以存在使用波峰电费，或无法满功率充电的情况。同时在目前在使用的储能系统中，储能装置与直流母线连接时，存在一个短路保护的问题。也即当直流母线发生短路，或变换装置与直流母线连接一侧发生短路，储能装置的电能也通过回路释放到短路点，这就引发事故扩大的风险。传统的解决方法是在逆变系统的交流侧增加隔离变压器，由于频率较低，穿过变压器的电能仍然很大，而在直流母线，没有有效的方法限制储能装置释放的电能。对具有冲击性特征的充放电应用，直接采用一种储能方式都有限制。例如作为能量回收的大电流充电，直接采用一种电池的成本或体积较大，解决方法是采用不同的储能方式组合，大倍率短时间储能采用超级电容或者大倍率储能电池，长时间储能采用一般锂离子电池结合，不能灵活进行能量转换。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是一种储能充电系统，储能装置与直流母线之间通过高频变压器隔离，短路时储能装置被限制，有效防范事故扩大的风险，有效解决现有技术中的诸多不足。本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种储能充电系统，A:包含高频隔离变换的AC/DC变换装置以及储能充电直流母线；AC/DC装置第一连接点连接到储能装置；第二连接点连接到交流电网，AC/DC装置将电网电能经过高频隔离变换后对储能装置进行充电；B:包含高频隔离变换的DC/DC变换装置以及负载直流母线；DC/DC装置第一连接点连接到储能充电直流母线；第二连接点连接到负载直流母线，DC/DC装置将连接到储能充电直流母线的储能装置的电能过高频隔离变换后对负载直流母线上的负载进行供电；C:包含高频隔离变换的AC/DC变换装置以及负载供电直流母线；AC/DC装置第一连接点连接到交流电网；第二连接点连接到负载直流母线，AC/DC装置将电网电能经过高频隔离变换后对负载进行供电；D:包含对电动车或其它类型负载进行充电的装置，该装置第一连接点为此负载直流母线，第二连接点为电动车或其它类型负载充电端口，根据电动车或其它类型负载需求电压和电流，动态调节该母线电压和电动车或其它类型负载的充电电流。作为优选的技术方案，包含高频隔离变换的DC/DC变换装置包括第一级变换、高频隔离变压器、第二级变换，第一级变换连接储能充电母线，第二级变换连接负载直流母线，高频隔离变压器连接第一级变换和第二级变换。作为优选的技术方案，储能单元的直流电能通过储能直流母线，经过DCDC变换装置的第一级变换变为高频电能，通过所述的高频隔离变压器的变换，变换为不同电压的高频电能，经过第二级变换变为直流，输出到负载直流母线。作为优选的技术方案，DCDC变换装置高频隔离变压器两侧的电能通过高频隔离变压器隔离，两侧导电体不直接导通；高频电能通过电磁感应从一侧传输到另一侧。作为优选的技术方案，DC/DC变换装置，包含DC/DC变换控制单元，DC/DC控制单元对内控制第一级变换、第二级变换、高频隔离变压器工作，对外具有通信总线，连接系统主控单元，通过系统主控单元与该DC/DC变换装置通信，来控制对储能装置的放电电压电流和功率。作为优选的技术方案，储能直流母线包含正极母线和负极母线，正负极母线分别连接到一个或多个所述的高频隔离DC/DC变换装置，同时通过输入输出接入点，连接到负载充电母线及其装置进行放电。作为优选的技术方案，储能装置通ACDC变换装置，转换交流电网电能并通过储能直流母线储存电能到储能装置，在电能的输入过程中，电能的电压和电流根据储能装置的需求进行变化；或者，储能直流母线连接多种储能装置，不同种类的储能装置或多个相同的储能装置，连接到同一个储能直流母线，进行电能存储和交换。作为优选的技术方案，包含高频隔离变换的AC/DC变换装置包括第一级变换、高频隔离变压器、第二级变换，第一级变换连接交流电网，第二级变换连接储能直流母线，高频隔离变压器连接第一级变换和第二级变换。作为优选的技术方案，高频隔离变压器两侧的电能通过高频隔离变压器隔离，两侧导电体不直接导通；高频电能通过电磁感应从一侧传输到另一侧。作为优选的技术方案，AC/DC变换装置，包含AC/DC变换控制单元，AC/DC控制单元对内控制第一级变换、第二级变换、高频隔离变压器工作，对外具有通信总线：通信总线连接系统主控单元，通过系统主控单元与该AC/DC变换装置通信，来控制从电网对储能直流母线的电能转换，从而达到对储能装置的电能存储。作为优选的技术方案，负载供电母线包含正极母线和负极母线，正负极母线分别连接到一个或多个所述的高频隔离AC/DC变换装置，该装置另一侧连接至交流电网，将电网电能变换为直流电能，补充该负载供电母线。作为优选的技术方案，连接到负载供电母线的AC/DC装置，变换的功率接受系统主控单元控制，系统主控单元根据当前电动车或其它类型负载的充电需求、当前电网的功率及费用情况、当前电网内其余充电设备功率需求情况以及储能装置的特性，根据预先设定的最优的控制方式控制变换电压，电流及功率。作为优选的技术方案，充电接口数量为一个或一个以上，每个充电口所连接的不同负载供电母线之间进行功率调配及切换，系统主控根据电动车或其它类型负载的供电需求，通过对储能充电AC/DC，储能放电DC/DC，负载供电ACDC的控制，来达到对负载供电母线的电压电流和功率控制。作为优选的技术方案，系统主控是单一集成的一个集成式主控，或者是分层架构的多控制单元相结合构成的集散式主控。本专利技术的有益效果是：本专利技术储能装置与负载供电直流母线和交流电网均经过高频隔离的DCDC和ACDC变换装置的高频隔离变压器隔离，限制通过变压器的电能，从而降低直流母线的故障电流，达到安全保护目的。同时负载供电直流母线与交流电网也通过高频隔离的ACDC变换装置进行电能补充，负载直流母线直接与电动车或其它类型负载充电接口相连接，系统主控根据当前的电动车或其它类型负载充电需求，储能装置的电能存储状态，交流电网的状态，进行最优的充电控制。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是本专利技术的实施例一的结构示意图；图3是本专利技术的实施例二的结构示意图。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“一端”、“另一端”、“外侧”、“上”、“内侧”、“水平”、“同轴”、“中央”、“端部”、“长度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种储能充电系统，其特征在于：A:包含高频隔离变换的AC/DC变换装置以及储能充电直流母线；AC/DC装置第一连接点连接到储能装置；第二连接点连接到交流电网，AC/DC装置将电网电能经过高频隔离变换后对储能装置进行充电；B:包含高频隔离变换的DC/DC变换装置以及负载直流母线；DC/DC装置第一连接点连接到储能充电直流母线；第二连接点连接到负载直流母线，DC/DC装置将连接到储能充电直流母线的储能装置的电能过高频隔离变换后对负载直流母线上的负载进行供电；C:包含高频隔离变换的AC/DC变换装置以及负载供电直流母线；AC/DC装置第一连接点连接到交流电网；第二连接点连接到负载直流母线，AC/DC装置将电网电能经过高频隔离变换后对负载进行供电；D:包含对电动车或其它类型负载进行充电的装置，该装置第一连接点为此负载直流母线，第二连接点为电动车或其它类型负载充电端口，根据电动车或其它类型负载需求电压和电流，动态调节该母线电压和电动车或其它类型负载的充电电流。

【技术特征摘要】
1.一种储能充电系统，其特征在于：A:包含高频隔离变换的AC/DC变换装置以及储能充电直流母线；AC/DC装置第一连接点连接到储能装置；第二连接点连接到交流电网，AC/DC装置将电网电能经过高频隔离变换后对储能装置进行充电；B:包含高频隔离变换的DC/DC变换装置以及负载直流母线；DC/DC装置第一连接点连接到储能充电直流母线；第二连接点连接到负载直流母线，DC/DC装置将连接到储能充电直流母线的储能装置的电能过高频隔离变换后对负载直流母线上的负载进行供电；C:包含高频隔离变换的AC/DC变换装置以及负载供电直流母线；AC/DC装置第一连接点连接到交流电网；第二连接点连接到负载直流母线，AC/DC装置将电网电能经过高频隔离变换后对负载进行供电；D:包含对电动车或其它类型负载进行充电的装置，该装置第一连接点为此负载直流母线，第二连接点为电动车或其它类型负载充电端口，根据电动车或其它类型负载需求电压和电流，动态调节该母线电压和电动车或其它类型负载的充电电流。2.如权利要求1所述的储能充电系统，其特征在于：包含高频隔离变换的DC/DC变换装置包括第一级变换、高频隔离变压器、第二级变换，第一级变换连接储能充电母线，第二级变换连接负载直流母线，高频隔离变压器连接第一级变换和第二级变换。3.如权利要求1所述的储能充电系统，其特征在于：储能单元的直流电能通过储能直流母线，经过DCDC变换装置的第一级变换变为高频电能，通过所述的高频隔离变压器的变换，变换为不同电压的高频电能，经过第二级变换变为直流，输出到负载直流母线。4.如权利要求1所述的储能充电系统，其特征在于：DCDC变换装置高频隔离变压器两侧的电能通过高频隔离变压器隔离，两侧导电体不直接导通；高频电能通过电磁感应从一侧传输到另一侧。5.如权利要求1所述的储能充电系统，其特征在于：DC/DC变换装置，包含DC/DC变换控制单元，DC/DC控制单元对内控制第一级变换、第二级变换、高频隔离变压器工作，对外具有通信总线，连接系统主控单元，通过系统主控单元与该DC/DC变换装置通信，来控制对储能装置的放电电压电流和功率。6.如权利要求1所述的储能充电系统，其特征在于：储能直流母线包含正极母线和负极母线，正负极母线分别连接到一个或多个所述的高频隔离DC/DC变换装置，同时通过输入输出接入点，连接到负载充电母线及其装置进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：王渭渭，朱春辉，岳兴，
申请(专利权)人：深圳英飞源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44