一种单相电压源储能功率模块及其电容储能电压源变流器制造技术

本实用新型专利技术属于电气自动化设备技术领域，涉及一种单相电压源储能功率模块及其电容储能电压源变流器。包括3N个单相电压源储能功率模块、三个连接电抗器、三个交流限流电阻及三个旁路开关；N个单相电压源储能功率模块的交流输出端串联连接后和一个连接电抗器及一个交流限流电阻串联连接形成一相变流电路，三相变流电路的一端互相连接到一起形成星型连接，三相变流电路的另一端作为三相链式电压源储能变流器的三相交流输出端A、B、C，三个旁路开关分别并联于三个交流限流电阻两端。本实用新型专利技术三相链式超级电容储能电压源变流器比已有的变压器升压型超级电容储能电压源变流器成本低，损耗低，而且保证了储能超级电容的安全运行。运行。运行。

【技术实现步骤摘要】
一种单相电压源储能功率模块及其电容储能电压源变流器


[0001]本技术属于电气自动化设备
，具体而言涉及一种单相电压源储能功率模块及其电容储能电压源变流器。

技术介绍

[0002]电池或超级电容储能电压源变流器(以下简称PCS)一般采用低交流电压(一般小于800VAC)输出的电压源变流器经过变压器升压的方式接入中压电网。这种方式实现大容量的储能应用时，接入变压器带来额外的成本和损耗，不适用于大容量电池储能应用。
[0003]链式电压源变流器常应用于高压变频器和中压SVG产品，其特点是省去了变压器，成本低，损耗小，因此适合大容量电池或超级电容储能应用，储能电池或超级电容分别接入到链式电压源变流器功率模块的直流侧即可。但简单接入会导致流到电池或超级电容的电流含有比较大的交流成分，对超级电容的安全运行不利。因此需要解决电池或超级电容电流的滤波问题。另外，超级电容初始电压为零，链式电压源变流器直接并网上电或超级电容经历一次放电后，功率模块直流侧需有合适的超级电容充电电路。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提出一种单相电压源储能功率模块及其电容储能电压源变流器，以克服现有技术之不足，解决链式电压源变流器应用于超级电容储能时超级电容交流分量电流的滤波问题以及并网上电和正常运行时超级电容的充电问题。
[0005]本技术提出的单相电压源储能功率模块，包括一个单相电压源全桥逆变桥、一个直流滤波电容、一个LC串联滤波电路、一个放电滤波电抗器、一个熔断器、一个带反并联二极管的可控半导体开关、一个放电二极管、一个续流二极管、一个充电滤波电抗器、一个充电二极管和一组超级电容；所述单相电压源全桥逆变桥的两个交流输出端O1/O2分别作为单相电压源储能功率模块的交流输出端，单相电压源全桥逆变桥的直流正负极分别连接到所述直流滤波电容的正负极，所述的直流滤波电容的负极连接到所述的熔断器的一端，所述的LC串联滤波电路的一端连接到所述直流滤波电容正极，所述的LC串联滤波电路的另一端连接到所述熔断器的另一端以及所述续流二极管的阳极，所述直流滤波电容的正极连接到所述的放电滤波电抗器的一端以及带反并联二极管的可控半导体开关的集电极，所述放电滤波电抗器的另一端连接到所述的放电二极管的阴极，所述的放电二极管的阳极连接到所述的超级电容的正极以及所述的充电二极管的阴极，所述的带反并联二极管的可控半导体开关的发射极连接到所述的续流二极管的阴极以及充电滤波电抗器的一端，所述的充电滤波电抗器的另一端连接到所述的充电二极管的阳极，所述的续流二极管的阳极连接到所述超级电容的负极。
[0006]本技术提出的单相电压源储能功率模块及其电容储能电压源变流器，包括3N个如上所述的单相电压源储能功率电路、三个连接电抗器、三个交流限流电阻及三个旁路开关；所述3N个单相电压源储能功率模块中的N个单相电压源储能功率模块的交流输出端
串联连接后与一个连接电抗器和一个限流电阻串联连接形成一相变流电路，该三相变流电路的一端互相连接到一起形成星型连接，三相变流电路的另一端作为三相链式超级电容储能电压源变流器的三相交流输出端A、B、C；三个旁路开关分别并联于三个交流限流电阻两端。
[0007]本技术提出的单相电压源储能功率模块及其电容储能电压源变流器，其优点是：
[0008]与已有的变压器升压型超级电容储能电压源变流器相比，本技术的三相链式超级电容储能电压源变流器成本低，损耗低，同时解决了链式电压源变流器接入超级电容时的超级电容交流电流分量的滤波问题以及并网上电和正常运行时超级电容的充电问题，保证了超级的安全运行。
[0009]本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本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。显然，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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。
[0011]图1为本技术的一个实施例中单相电压源储能功率模块的电路原理图。
[0012]图2为本技术的一个实施例中三相链式超级电容储能电压源变流器的电路原理图。
[0013]图1
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图2中，1是旁路开关，2是交流限流电阻，3是连接电抗器，4是一相变流电路，5是单相电压源全桥逆变桥，6是直流滤波电容，7是LC串联滤波电路电感，8是LC串联滤波电路电容，9是放电滤波电抗器，10是熔断器，11是带反并联二极管的可控半导体开关，12是放电二极管，13是续流二极管，14是充电滤波电抗器，15是充电二极管，16是超级电容。
具体实施方式
[0014]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例在附图中示出，通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0015]图1所示是本技术的一个实施例中，单相电压源储能功率模块的电路原理图。
[0016]如图1所示，单相电压源储能功率模块，包括一个单相电压源全桥逆变桥5(INV)、一个直流滤波电容6(C0)、一个LC串联滤波电路7和8(L1/C1)、一个放电滤波电抗器9(L2)、一个熔断器10(FD)、一个带反并联二极管的可控半导体开关11(S1)、一个放电二极管12(D2)、一个续流二极管13(D1)、一个充电滤波电抗器14(L3)、一个充电二极管15(D3)和一组超级电容16(SC)；所述单相电压源全桥逆变桥5(INV)的两个交流输出端O1/O2分别作为单相电压源储能功率模块的交流输出端，单相电压源全桥逆变桥5(INV)的直流正负极分别连接到所述直流滤波电容6(C0)的正负极，所述的直流滤波电容直流滤波电容6(C0)的负极连接到所述的熔断器10(FD)的一端，所述的LC串联滤波电路7和8(L1/C1)的一端连接到所述直流滤波电容6(C0)正极，所述的LC串联滤波电路7和8(L1/C1)的另一端连接到所述熔断器
10(FD)的另一端以及所述续流二极管13(D1)的阳极，所述直流滤波电容6(C0)的正极连接到所述的放电滤波电抗器9(L2)的一端以及带反并联二极管的可控半导体开关11(S1)的集电极，所述放电滤波电抗器9(L2)的另一端连接到所述的放电二极管12(D2)的阴极，所述的放电二极管12(D2)的阳极连接到所述的超级电容16(SC)的正极以及所述的充电二极管15(D3)的阴极，所述的带反并联二极管的可控半导体开关11(S1)的发射极连接到所述的续流二极管13(D1)的阴极以及充电滤波电抗器14(L3)的一端，所述的充电滤波电抗器14(L3)的另一端连接到所述的充电二极管15(D3)的阳极，所述的续流二极管13(D1)的阳极连接到所述超级电容16(SC)的负极。
[0017]图2所示为本技术实施例提出的三相链式超级电容本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单相电压源储能功率模块，其特征在于，所述单相电压源储能功率模块包括一个单相电压源全桥逆变桥、一个直流滤波电容、一个LC串联滤波电路、一个放电滤波电抗器、一个熔断器、一个带反并联二极管的可控半导体开关、一个放电二极管、一个续流二极管、一个充电滤波电抗器、一个充电二极管和一组超级电容；所述单相电压源全桥逆变桥的两个交流输出端O1/O2分别作为单相电压源储能功率模块的交流输出端，单相电压源全桥逆变桥的直流正负极分别连接到所述直流滤波电容的正负极，所述的直流滤波电容的负极连接到所述的熔断器的一端，所述的LC串联滤波电路的一端连接到所述直流滤波电容正极，所述的LC串联滤波电路的另一端连接到所述熔断器的另一端以及所述续流二极管的阳极，所述直流滤波电容的正极连接到所述的放电滤波电抗器的一端以及带反并联二极管的可控半导体开关的集电极，所述放电滤波电抗器的另一端连接到...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈远华，刘文辉，
申请(专利权)人：北京西威清拓变流技术有限公司，
类型：新型
国别省市：