一种电压补偿型电池储能变换器及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种电压补偿型电池储能变换器及其控制方法，包括储能元件和电压补偿器，所述储能元件与所述电压补偿器串联接入到直流电源；所述电压补偿器包括辅助储能元件、变换器和电感，所述辅助储能元件的正极和负极之间连接所述变换器，所述变换器与所述储能元件间串联所述电感；所述变换器包括第一输出端子和第二输出端子，所述第一输出端子与储能元件的负极之间连接电感，所述第二输出端子连接至直流电源的负极；本发明专利技术采用辅助储能元件对储能元件的输出进行补偿，电压补偿型电池储能变换器的传输功率为补偿功率，补偿功率远小于储能元件的全功率，以此降低成本和损耗。

A voltage compensated battery energy storage converter and its control method

The invention discloses a voltage compensated battery energy storage converter and a control method thereof, including an energy storage element and a voltage compensator, wherein the energy storage element and the voltage compensator are connected to a DC power supply in series; the voltage compensator includes an auxiliary energy storage element, a converter and an electric sense, wherein the positive and negative poles of the auxiliary energy storage element are connected to the converter, and the converter The inductor is connected in series with the energy storage element; the converter comprises a first output terminal and a second output terminal, and the first output terminal is connected with the negative pole of the energy storage element, and the second output terminal is connected with the negative pole of the DC power supply; the invention adopts the auxiliary energy storage element to compensate the output of the energy storage element, and the voltage compensation battery energy storage converter transmits The transmission power is the compensation power, which is far less than the full power of the energy storage elements, so as to reduce the cost and loss.

【技术实现步骤摘要】
一种电压补偿型电池储能变换器及其控制方法
本专利技术涉及储能变换器
，具体地，涉及一种电压补偿型电池储能变换器及其控制方法。
技术介绍
目前，在不同充放电状态下，储能元件(电池或超级电容)的电压存在一定范围的波动，为了得到稳定的直流电压，一般采用BUCK-BOOST(升压/降压)电路实现稳压，BUCK/BOOST变换电路也称升降压式变换电路，是一种输出电压既可低于也可高于输入电压的单管不隔离直流变换器。BUCK/BOOST变换电路可看作是BUCK变换电路和BOOST变换电路串联而成，合并了开关管。BUCK/BOOST变换电路的传输功率为储能元件的全功率，并且采用BUCK-BOOST电路的功耗较高，BUCK-BOOST电路的转换效率较低，因而直接提高了储能元件工作的成本和损耗。
技术实现思路
本专利技术目的是提供了一种电压补偿型电池储能变换器及其控制方法，从而有效降低储能元件工作的成本和损耗的技术问题。为实现上述专利技术目的，本申请提供了一种电压补偿型电池储能变换器，包括储能元件和电压补偿器，所述储能元件与所述电压补偿器串联接入到直流电源；所述电压补偿器包括：辅助储能元件、变换器和电感，所述辅助储能元件的正极和负极之间连接所述变换器，所述变换器与所述储能元件之间串联所述电感；所述变换器包括：第一输出端子和第二输出端子，所述第一输出端子与储能元件的负极之间连接电感，所述第二输出端子连接至直流电源的负极。优选的，所述变换器为全桥变换器、双电平变换器、三电平变换器以及多电平变换器中的任意一种。优选的，所述变换器包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管，所述第一开关管的发射极连接至所述第二开关管的集电极，所述第一开关管和所述第二开关管构成所述全桥变换器的第一桥臂；所述第三开关管的发射极连接至所述第四开关管的集电极，所述第三开关管和所述第四开关管构成所述全桥变换器的第二桥臂；所述第一开关管的集电极连接至所述辅助储能元件的正极，所述第二开关管的发射极连接到所述辅助储能元件的负极；所述第一开关管和所述第二开关管之间形成第一节点；所述第三开关管和所述第四开关管之间形成第二节点。优选的，所述第一节点连接到所述第一输出端子，所述第二节点连接到所述第二输出端子。优选的，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管均反向并联二极管。优选的，所述直流电源为直流母线或直流电网。根据上述的电压补偿型电池储能变换器的控制方法，包括：当对所述储能元件恒流充电时，通过控制所述电压补偿器的变换器，调节充电电流大小；当对所述储能元件恒流放电时，通过控制所述电压补偿器的变换器，调节放电电流大小；当所述储能元件的输出电压和所述直流电源的电压不相等时，控制所述变换器进行电压补偿；当所述辅助储能元件需要充电时，通过控制所述电压补偿器的变换器，对辅助储能元件进行充电。优选的，当所述储能元件恒流充电时，控制所述全桥变换器的第一开关管、第二开关管和第四开关管截止，并控制所述第三开关管的导通时间，控制充电电流的大小；或者控制所述全桥变换器的第一开关管、第三开关管和第四开关管截止，并控制所述第二开关管的导通时间，控制充电电流的大小；当所述储能元件恒流放电时，控制所述全桥变换器的第一开关管、第二开关管和第三开关管截止，并控制所述第四开关管的导通时间，控制放电电流的大小；或者控制所述全桥变换器的第二开关管、第三开关管和第四开关管截止，并控制所述第一开关管的导通时间，控制放电电流的大小。优选的，所述电压补偿包括正电压补偿和负电压补偿；当所述储能元件的输出电压小于所述直流电源电压时，控制所述全桥变换器进行正电压补偿；当所述储能元件的输出电压大于所述直流电源电压时，控制所述全桥变换器进行负电压补偿。优选的，当所述辅助储能元件需要充电时，控制所述全桥变换器的第二开关管和第三开关管截止，并控制所述第一开关管和所述第四开关管同时导通的时间，调节充电电流的大小。本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本专利技术采用辅助储能元件对储能元件的输出进行补偿，电压补偿型电池储能变换器的传输功率为补偿功率，补偿功率远小于储能元件的全功率，以此降低成本和损耗。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定；图1示出了电压补偿型电池储能变换器接入直流电网的示意图；图2示出了电压补偿型电池储能变换器接入交流电网的示意图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。本申请实施例提供了一种电压补偿型电池储能变换器，包括储能元件和电压补偿器，所述储能元件与所述电压补偿器串联接入到直流电源，直流电源可以为直流母线也可以为直流电网，需要说明的是，对于本领域技术人员来说，直流母线可以通过双向DC/AC变换器连接交流电网建立，以此是该电压补偿型电池储能变换器间接与交流电网连接。所述电压补偿器包括：辅助储能元件、变换器和电感，所述辅助储能元件的正极和负极之间连接所述变换器，所述变换器与储能元件之间串联所述电感。所述变换器可以为全桥变换器、双电平变换器、三电平变换器以及多电平变换器中的任意一种；所述变换器包括：第一输出端子和第二输出端子，所述第一输出端子与储能元件的负极之间连接电感，所述第二输出端子连接至直流电源的负极。所述变换器包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管，所述第一开关管的发射极连接至所述第二开关管的集电极，所述第一开关管和所述第二开关管构成所述全桥变换器的第一桥臂；所述第三开关管的发射极连接至所述第四开关管的集电极，所述第三开关管和所述第四开关管构成所述全桥变换器的第二桥臂；所述第一开关管的集电极连接至所述辅助储能元件的正极，所述第二开关管的发射极连接到所述辅助储能元件的负极；所述第一开关管和所述第二开关管之间形成第一节点；所述第三开关管和所述第四开关管之间形成第二节点。所述第一节点连接到所述第一输出端子，所述第二节点连接到所述第二输出端子。第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管均反向并联二极管。对应上述控制器，本申请实施例还提供了一种电压补偿型电池储能变换器的控制方法，包括：当对所述储能元件恒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电压补偿型电池储能变换器，其特征在于，所述电池储能变换器包括：/n储能元件和电压补偿器；所述储能元件与所述电压补偿器串联接入到直流电源；所述电压补偿器包括辅助储能元件、变换器和电感；所述辅助储能元件的正极和负极之间连接所述变换器，所述变换器与所述储能元件之间串联所述电感；所述变换器包括：第一输出端子和第二输出端子，所述第一输出端子与储能元件的负极之间连接所述电感，所述第二输出端子连接至直流电源的负极。/n

【技术特征摘要】
1.一种电压补偿型电池储能变换器，其特征在于，所述电池储能变换器包括：
储能元件和电压补偿器；所述储能元件与所述电压补偿器串联接入到直流电源；所述电压补偿器包括辅助储能元件、变换器和电感；所述辅助储能元件的正极和负极之间连接所述变换器，所述变换器与所述储能元件之间串联所述电感；所述变换器包括：第一输出端子和第二输出端子，所述第一输出端子与储能元件的负极之间连接所述电感，所述第二输出端子连接至直流电源的负极。


2.根据权利要求1所述的电压补偿型电池储能变换器，其特征在于，所述变换器为全桥变换器、双电平变换器、三电平变换器以及多电平变换器中的任意一种。


3.根据权利要求2所述的电压补偿型电池储能变换器，其特征在于，当所述变换器为全桥变换器时，所述变换器包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管，所述第一开关管的发射极连接至所述第二开关管的集电极，所述第一开关管和所述第二开关管构成所述全桥变换器的第一桥臂；所述第三开关管的发射极连接至所述第四开关管的集电极，所述第三开关管和所述第四开关管构成所述全桥变换器的第二桥臂；所述第一开关管的集电极连接至所述辅助储能元件的正极，所述第二开关管的发射极连接到所述辅助储能元件的负极；所述第一开关管和所述第二开关管之间形成第一节点；所述第三开关管和所述第四开关管之间形成第二节点。


4.根据权利要求3所述的电压补偿型电池储能变换器，其特征在于，所述第一节点连接到所述第一输出端子，所述第二节点连接到所述第二输出端子。


5.根据权利要求3所述的电压补偿型电池储能变换器，其特征在于，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管均反向并联二极管。


6.根据权利要求1所述的电压补偿型电池储能变换器，其特征在于，所述直流电源为直流母线或直流电网。


7.一种基于权利要求1-6中任意一个所述的电压补偿型电池储能变换器的控制方法，其特征在于，所述方法包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华，周波，唐伟，苏学能，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：四川;51