一种交直流混合微电网蓄电池应急供电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种交直流混合微电网蓄电池应急供电系统，属于电力电子技术领域，该系统包括交流电网、AC/DC变换器、双向DC/DC变换器、一次电池包、单向DC/DC变换器、第一控制器、第二控制器、第三控制器、二次电池组、直流负载和直流母线。该系统一次电池包作为二次电池组的备用充电电源，在交流电网故障的情况下避免二次电池过放，延长二次电池使用寿命，提高系统供电可靠性。统供电可靠性。统供电可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种交直流混合微电网蓄电池应急供电系统


[0001]本专利技术公开了一种交直流混合微电网蓄电池应急供电系统，属于电力电子
，用于交直流混合微电网中储能系统。

技术介绍

[0002]储能系统可以将能量以另一种或同一种形式的能量存储起来，对智能电网发展、传统电网升级改造有着举足轻重的地位，可用于参与系统调峰、调频、调压、平滑可再生能源的功率波动、实现可再生电源端电压节点电压控制等。
[0003]二次电池能实现能量的二次利用，并具有出色的功率密度、较快的充电速度以及较大的比能量等特性，目前储能系统多使用二次电池，如铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池、锂离子等单一储能系统、以及蓄电池与超级电容的混合储能系统、一次锂电池与二次锂电池的组合系统。CN 109383299.B提出了一种蓄电池应急供电系统、供电方法及轨道车辆，该专利技术专利中详细阐述了蓄电池应急供电方法，以及紧急事件发生后应急供电时序。CN 212649184.U提出了一种基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电系统，该技术专利包括分布式电动汽车蓄电阵列、柴油发电机、人防人力发电机、氢燃料电池和低压配电室人防电源进线五路电源，该专利详细描述了人防工程多源应急供电系统各系统间的连接方式。CN 111864889.A提出了一种铅酸蓄电池组开路保护不间断应急供电系统及供电方法，在市电断电的情况下，由铅酸蓄电池组为负载供电。CN 112260338.A提出了一种直流应急供电系统，采用机载充放电控制技术，蓄电池组管理系统BMS，通过充放电控制器给蓄电池组充电，解决了蓄电池组浮充电效率低的问题。但相比一次电池，二次电池存在以下缺点：自放电能力大、贮存时间短。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是解决交流电网故障或野外应用场景下负载应急供电问题，提供一种交直流混合微电网蓄电池应急供电系统。
[0005]本专利技术解决上述问题采用的技术方案：一种交直流混合微电网蓄电池应急供电系统包括交流电网1、AC/DC变换器2、双向DC/DC变换器3、一次电池包4、单向DC/DC变换器5、第一控制器6、第二控制器7、第三控制器8、二次电池组9、直流负载10、直流负载11、直流母线12：
[0006]所述的交流电网1与AC/DC变换器2的输入端相连；所述的AC/DC变换器2的输出端与直流母线12相连；所述的双向DC/DC变换器3的输入端与直流母线12相连；所述的双向DC/DC变换器3的输出端与二次电池组9相连；所述的一次电池包4与单向DC/DC变换器5的输入端相连；所述的单向DC/DC变换器5的输出端与直流母线12相连；所述的直流负载10与直流母线12相连；所述的直流负载11与二次电池组9相连；所述的第一控制器6的输出端与单向DC/DC变换器5的控制端相连；所述的第三控制器8的输出端与AC/DC变换器2的控制端相连；所述的第二控制器7的输出端与双向DC/DC变换器3的控制端相连；
[0007]所述的第一控制器6包括单向DC/DC变换器5输出电压参考值U
*o5
、单向DC/DC变换器5输出电压采样值U
o5
、第一比较器13、第一PI控制器14，该第一比较器13的输出端接第一PI控制器14的输入端；
[0008]所述的第二控制器7包括充电控制模块7
‑
1和放电控制模块7
‑
2，充电控制模块7
‑
1、放电控制模块7
‑
2依次竖向排列；
[0009]充电控制模块7
‑
1包括二次电池组9的电压参考值U
*o二次电池
、二次电池组9的电压采样值U
o二次电池
、第二比较器15、第二PI控制器16、第三比较器17、第三PI控制器18，第二比较器15的输出端接第二PI控制器16的输入端，第二PI控制器16的输出端接第三比较器的输入端17，第三比较器的输出端17接第三PI控制器18的输入端；放电控制模块7
‑
2包括放电电流参考值I
*放电
、放电电流采样值I
放电
、第四比较器19、第四PI控制器20，第四比较器19的输出端接第四PI控制器20的输入端；
[0010]所述的第三控制器8包括直流母线12电压参考值U
dc*
、直流母线12电压采样值U
dc
、第五比较器21、第五PI控制器22、第六比较器23、第六PI控制器24、第七比较器25、第七PI控制器26，该第五比较器21的输出端接第五PI控制器22的输入端，第五PI控制器22的输出端接第六比较器23的输入端，第六比较器的输出端23接第六PI控制器24的输出端，第七比较器25的输出端接第七PI控制器26的输入端。
[0011]在交流电网1供电正常的情况下，交流电网1通过AC/DC变换器2给直流负载10供电，通过AC/DC变换器2和双向DC/DC变换器3给直流负载11供电；交流电网1通过AC/DC变换器2和双向DC/DC变换器3对二次电池组9进行充电。
[0012]在交流电网1故障且二次电池组9电量不足的情况下，一次电池包4通过单向DC/DC变换器5对二次电池组9进行充电；二次电池组9给直流负载11供电，或通过双向DC/DC变换器3给直流负载10供电；第一控制器6用来稳定直流母线12的电压，第二控制器7用来稳定二次电池组9的输出端的电压。
[0013]在交流电网1故障且二次电池组9充满电的情况下，二次电池组9放电。二次电池组9给直流负载11供电，或通过双向DC/DC变换器3给直流负载10供电。
[0014]在交流电网1正常的情况下，第三控制器8采集直流母线12的电压值以及流过AC/DC变换器2的电流值，通过对直流母线12的电压值进行闭环控制，稳定直流母线12的电压，保障直流负载10的供电。
[0015]在交流电网1正常的情况下，第二控制器7采集二次电池组9的输出端的电压值以及流过双向DC/DC变换器3的电流值，通过对二次电池组9的输出端的电压值进行闭环控制，保障直流负载11的供电。
[0016]在交流电网1故障且二次电池充满电的情况下，第二控制器7采集直流母线12的电压和流过双向DC/DC变换器3的电流，通过对直流母线12的电压值进行闭环控制，稳定直流母线12的电压，保障直流负载10和直流负载11的供电。
[0017]本专利技术的有益效果：在交流电网故障的情况下，当二次电池组电量不足，则一次电池组作为备用电源，继续给负载供电，二次电池组切换至一次电池供电切换时间秒级，保障系统不间断供电；在一次电池组和二次电池组的输出侧均配置了DC/DC变换器，通过变换器的闭环控制稳定直流母线电压在600～750V之间。
附图说明
[0018]图1交直流混合微电网蓄电池应急供电系统框图
[0019]图中：1.交流电网，2.AC/DC变换器，3.双向DC/DC变换器，4.一次电池包，5.单向DC/DC变换器，6.第一控制器，7.第二控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交直流混合微电网蓄电池应急供电系统，其特征在于：该系统包括交流电网(1)、AC/DC变换器(2)、双向DC/DC变换器(3)、一次电池包(4)、单向DC/DC变换器(5)、第一控制器(6)、第二控制器(7)、第三控制器(8)、二次电池组(9)、直流负载(10)、直流负载(11)、直流母线(12)：所述的交流电网(1)与AC/DC变换器(2)的输入端相连；所述的AC/DC变换器(2)的输出端与直流母线(12)相连；所述的双向DC/DC变换器(3)的输入端与直流母线(12)相连；所述的双向DC/DC变换器(3)的输出端与二次电池组(9)相连；所述的一次电池包(4)与单向DC/DC变换器(5)的输入端相连；所述的单向DC/DC变换器(5)的输出端与直流母线(12)相连；所述的直流负载(10)与直流母线(12)相连；所述的直流负载(11)与二次电池组(9)相连；所述的第一控制器(6)的输出端与单向DC/DC变换器(5)的控制端相连；所述的第三控制器(8)的输出端与AC/DC变换器(2)的控制端相连；所述的第二控制器(7)的输出端与双向DC/DC变换器(3)的控制端相连；所述的第一控制器(6)包括单向DC/DC变换器(5)输出电压参考值U
*o5
、单向DC/DC变换器(5)输出电压采样值U
o5
、第一比较器(13)、第一PI控制器(14)，该第一比较器(13)的输出端接第一PI控制器(14)的输入端；所述的第二控制器(7)包括充电控制模块(7
‑
1)、放电控制模块(7
‑
2)，充电控制模块(7
‑
1)、放电控制模块(7
‑
2)依次竖向排列；充电控制模块(7
‑
1)包括二次电池组(9)的电压参考值U
*o二次电池
、二次电池组(9)的电压采样值U
o二次电池
、第二比较器(15)、第二PI控制器(16)、第三比较器(17)、第三PI控制器(18)，第二比较器(15)的输出端接第二PI控制器(16)的输入端，第二PI控制器(16)的输出端接第三比较器的输入端(17)，第三比较器的输出端(17)接第三PI控制器(18)的输入端；放电控制模块(7
‑
2)包括放电电流参考值I
*放电
、放电电流采样值I
放电
、第四比较器(19)、第四PI控制器(20)，第四比较器(19)的输出端接第四PI控制器(20)的输入端；所述的第三控制器(8)包括直流母线(12)电压参考值U
dc*
、直流母线(...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱明琳，邱景义，祝夏雨，张松通，明海，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院防化研究院，
类型：发明
国别省市：