一种控制水系离子电池储能逆变器系统技术方案

本发明专利技术公开了一种控制水系离子电池储能逆变器系统，属于储能逆变器技术领域，包括水系离子电池组、储能双向逆变器、负载和10kv的电网；所述水系离子电池组的输出端接在储能双向逆变器上，储能双向逆变器的输出端分别接在负载和电网，水系离子电池相互串、并联构成48v的水系离子电池组，采用串并联连接方法，能够监视串联在一起，48v的水系离子电池组经过DC‑DC变流器升压至供负载使用的220v电压，DC‑DC变流器用于低压48v直流电转变为220v交流电并整流为直流电，并且通过能量双向流动供水系离子电池组的充放电，DC‑AC变流器用于220v配合三相全桥电路和滤波器将直流电逆变为10kv的三相交流的电网。

【技术实现步骤摘要】
一种控制水系离子电池储能逆变器系统
本专利技术涉及储能逆变器
，特别涉及一种控制水系离子电池储能逆变器系统。
技术介绍
随着智能电网的发展以及可再生能源的市场份额的不断刷新，对大型二次能量存储技术提出更多的要求。据麦肯锡预测，到2025年全球电力储能市场总额会大于1万亿美元，无论是分布式储能还是集中式储能，都需要数千瓦时到几百兆千瓦时的能量储存装置，目前较为通用的储能方式有抽水蓄能和电池储能，抽水蓄能受地理条件限制较大，一般地区都不具备安装条件，电池储能灵活多变，是未来储能的首选，虽然目前市场上的各种电池种类繁多，但没有一种能够完全满足储能市场的需要，绝大多数种类的电池还都存在价格高、寿命短、安全性不足等问题。可以说，全世界范围内，电池领域的科研工作者都在寻找一种廉价且长寿命的电化学储能解决方案，发布的E系列水系离子电池及电池堆，以及由电池堆组成的电池模块和兆瓦级电池架系统，有望给出了一条新路径。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种控制水系离子电池储能逆变器系统，水系离子电池相互串、并联构成48v的水系离子电池组，采用串并联连接方法，能够监视串联在一起，48v的水系离子电池组经过DC-DC变流器升压至供负载使用的220v电压，DC-DC变流器用于低压48v直流电转变为220v交流电并整流为直流电，并且通过能量双向流动供水系离子电池组的充放电，DC-AC变流器用于220v配合三相全桥电路和滤波器将直流电逆变为10kv的三相交流的电网，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种控制水系离子电池储能逆变器系统，包括水系离子电池组、储能双向逆变器、负载和10kv的电网；所述水系离子电池组的输出端接在储能双向逆变器上，储能双向逆变器的输出端分别接在负载和电网。进一步地，水系离子电池组由不小于一个水系离子电池相互串、并联构成48v的水系离子电池组，并且单个水系离子电池的正负极柱上还接电容，并联的大电容用于初步滤波和储能。进一步地，储能双向逆变器包括DC-DC变流器、DC-AC变流器、变压器和滤波器，DC-DC变流器的输出端与DC-AC变流器相接，DC-AC变流器的输出端分别接在负载和变压器上，变压器的输出端与滤波器相接，滤波器的输出端与接电网。进一步地，48v的水系离子电池组经过DC-DC变流器的半桥式双向Buck-Boost电路将水系电池电压升压至供负载使用的220v电压，DC-DC变流器用于低压48v直流电转变为220v交流电并整流为直流电，并且通过能量双向流动供水系离子电池组的充放电。进一步地，DC-AC变流器和变压器配合用于220v配合三相全桥电路和滤波器将直流电逆变为10kv的三相交流的电网。进一步地，滤波器直接接收变压器的交流电压、电流和阻抗，而三相交流电网的电源线上会产生噪声，滤波器为LC低通滤波抑制输出线路的干扰。进一步地，水系离子电池的一极采用嵌入锂离子发热材料，另一极则选用能够嵌入的化合物作为活性材料，混合Li+/Na+的离子水溶液作为电解质，该新型电池在充放电过程中，锂离子和钠离子分别仅在水系离子电池的一极上发生嵌入与脱出，带电离子的交换完成充放电。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提出的一种控制水系离子电池储能逆变器系统，水系离子电池组由不小于一个水系离子电池相互串、并联构成48v的水系离子电池组，采用串并联连接方法，能够监视串联在一起，最大实际电压为48V，这个保护电路也可以用于监视并联在一起的状态，通过反复的充放电过程即可分别实现对Li+和Na+的富集，Li+/Na+的离子水溶液通常具有宽的电压窗口，从而保证储能器件高的能量密度，48v的水系离子电池组经过DC-DC变流器升压至供负载使用的220v电压，DC-DC变流器用于低压48v直流电转变为220v交流电并整流为直流电，并且通过能量双向流动供水系离子电池组的充放电，DC-AC变流器用于220v配合三相全桥电路和滤波器将直流电逆变为10kv的三相交流的电网。附图说明图1为本专利技术的整体连接图；图2为本专利技术的储能双向逆变器内部连接图。图中：1、水系离子电池组；11、水系离子电池；2、储能双向逆变器；21、DC-DC变流器；22、DC-AC变流器；23、变压器；24、滤波器；3、负载；4、电网。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，一种控制水系离子电池储能逆变器系统，包括水系离子电池组1、储能双向逆变器2、负载3和10kv的电网4；水系离子电池组1的输出端接在储能双向逆变器2上，储能双向逆变器2的输出端分别接在负载3和电网4。水系离子电池组1由不小于一个水系离子电池11相互串、并联构成48v的水系离子电池组1，采用水系离子电池组1串联的方式，随着工作电压的下降，水系离子电池组1更快地达到放电结束的临界点，设备因电压过低而切断电源，使水系离子电池组1终端的电压降低至3.6V，水系离子电池组1的性能是取决于水系离子电池11最差的性能，在并联电路中，高阻抗或“开路”影响较小，电路短路所造成的破坏会更大，因此采用串并联连接方法，能够监视串联在一起，最大实际电压为48V，这个保护电路也可以用于监视并联在一起的状态，48v为通信设备的主流工作电压，采用这个工作电压，以避免配置多种直流电源，因为直流电源种类多了，不仅整流器不通用，还要配置很多不同电压的蓄电池组导致成本提升。并且单个水系离子电池11的正负极柱上还接电容，并联的大电容用于初步滤波和储能，在充放电过程中，锂离子和钠离子分别仅在水系离子电池4的一极上发生嵌入与脱出，带电离子的交换完成充放电，该新型电池独特的工作方式还使其具有Li+/Na+分离的功能，通过反复的充放电过程即可分别实现对Li+和Na+的富集，Li+/Na+的离子水溶液通常具有宽的电压窗口，从而保证储能器件高的能量密度。请参阅图2，储能双向逆变器2包括DC-DC变流器21、DC-AC变流器22、变压器23和滤波器24，DC-DC变流器21的输出端与DC-AC变流器22相接，DC-AC变流器22的输出端分别接在负载3和变压器23上，变压器23的输出端与滤波器24相接，滤波器24的输出端与接电网4，储能双向逆变器2可控制水系离子电池组1的充电和放电过程，进行交直流的转换，在无电网4情况下可以直接为交流负荷供电，其构成单元主要由储能双向逆变器2构成，同时储能双向逆变器2可通过CAN接口与BMS通讯、干接点传输方式，获取水系离子电池组1状态信息，可实现对水系离子电池11的保护性充放电，并且配合DC-DC变流器21让48v的水系离子电池组1提升至220v，供日常负载使用，以及配合DC-AC变流器22、变压器23本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制水系离子电池储能逆变器系统，其特征在于，包括水系离子电池组(1)、储能双向逆变器(2)、负载(3)和10kv的电网(4)，水系离子电池组(1)；/n所述水系离子电池组(1)的输出端接在储能双向逆变器(2)上，储能双向逆变器(2)的输出端分别接在负载(3)和电网(4)。/n

【技术特征摘要】
1.一种控制水系离子电池储能逆变器系统，其特征在于，包括水系离子电池组(1)、储能双向逆变器(2)、负载(3)和10kv的电网(4)，水系离子电池组(1)；
所述水系离子电池组(1)的输出端接在储能双向逆变器(2)上，储能双向逆变器(2)的输出端分别接在负载(3)和电网(4)。


2.如权利要求1所述的一种控制水系离子电池储能逆变器系统，其特征在于，水系离子电池组(1)由不小于一个水系离子电池(11)相互串、并联构成48v的水系离子电池组(1)，并且单个水系离子电池(11)的正负极柱上还接电容，并联的大电容用于初步滤波和储能。


3.如权利要求1所述的一种控制水系离子电池储能逆变器系统，其特征在于，储能双向逆变器(2)包括DC-DC变流器(21)、DC-AC变流器(22)、变压器(23)和滤波器(24)，DC-DC变流器(21)的输出端与DC-AC变流器(22)相接，DC-AC变流器(22)的输出端分别接在负载(3)和变压器(23)上，变压器(23)的输出端与滤波器(24)相接，滤波器(24)的输出端与接电网(4)。


4.如权利要求1所述的一种控制水系离子电池储能逆变器系统，其特征在于，48v的...

【专利技术属性】
技术研发人员：江胜勇，王丽，周建强，
申请(专利权)人：兰州兰石恩力微电网有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃;62