用于配电自动化终端的锂电池替代铅酸的电力变换装置与方法制造方法及图纸

技术编号:40422117 阅读:21 留言:0更新日期:2024-02-20 22:41
本发明专利技术涉及储能技术领域,尤其涉及用于配电自动化终端的锂电池替代铅酸的电力变换装置,该装置具有电源端口、电池端口一和电池端口二;电池端口一和电池端口二均与电源端口之间构成一个独立的非隔离双向半桥电路,电池端口一和电池端口二之间构成一个非隔离双向H型电路;非隔离双向半桥电路包括:上桥臂开关管、下桥臂开关管、反并联二极管和变流模组,变流模组内设置多个储能电感,且储能电感串联有继电器,采用半桥电路和H型电路,在不更换存量配电自动化终端内置电源管理模块的基础上,直接替换外置铅酸电池,而不影响配电自动化终端后备电源,并通过控制开关管实现电能的变换和调节,提高了能量转换的效率,减少了能量损耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及储能,尤其涉及用于配电自动化终端的锂电池替代铅酸的电力变换装置。


技术介绍

1、目前配电自动化终端后备电源为铅酸电池,电源管理模块也是为铅酸电池设计;随着锂电池的全寿命成本快速下降,度电存储成本已低于铅酸电池,而锂电池的高功率密度、大放电倍率的优点推动锂电池成为配电自动化终端后备电源电池的最优选择。

2、现有的存量配电自动化终端的电源管理模块是内置的,铅酸电池是外置的,通过带有航插的电缆与配电自动化终端相连,单独更换电池更加便捷、综合成本低。

3、然而由于存量配电自动化终端内置的电源管理模块是根据铅酸电池特性设计的,充放电电压范围、电池健康管理方式不适合锂电池,如若要更换内置电源管理模块,则需拆解自动化终端,存量配电自动化终端数量庞大,更换的综合成本高昂,而如果直接更换锂电池则会造成终端使用后备电源中突然断电等问题。

4、因此,需要设计一种用于配电自动化终端后备电源锂离子电池替代传统铅酸电池的电力变换装置,使得接入锂电池的电力变换装置外特性表现为铅酸电池,同时具备电芯电压被动均衡、容量估计和保护断电等功能。本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.用于配电自动化终端的锂电池替代铅酸的电力变换装置,其特征在于,该装置具有电源端口、电池端口一和电池端口二;

2.根据权利要求1所述的用于配电自动化终端的锂电池替代铅酸的电力变换装置,其特征在于,多个所述储能电感采用多路并联的方式。

3.根据权利要求1所述的用于配电自动化终端的锂电池替代铅酸的电力变换装置,其特征在于,所述电源端口在对所述电池端口一和所述电池端口二充电或者放电时,所述电池端口一和所述电池端口二每个周期都交替进行充电或者放电。

4.根据权利要求1所述的用于配电自动化终端的锂电池替代铅酸的电力变换装置,其特征在于,所述储能电感运行状态分为...

【技术特征摘要】

1.用于配电自动化终端的锂电池替代铅酸的电力变换装置,其特征在于,该装置具有电源端口、电池端口一和电池端口二;

2.根据权利要求1所述的用于配电自动化终端的锂电池替代铅酸的电力变换装置,其特征在于,多个所述储能电感采用多路并联的方式。

3.根据权利要求1所述的用于配电自动化终端的锂电池替代铅酸的电力变换装置,其特征在于,所述电源端口在对所述电池端口一和所述电池端口二充电或者放电时,所述电池端口一和所述电池端口二每个周期都交替进行充电或者放电。

4.根据权利要求1所述的用于配电自动化终端的锂电池替代铅酸的电力变换装置,其特征在于,所述储能电感运行状态分为充电、放电和断流3种状态,在电感断流状态下,采集电池端口电压用做开路电压。

5.根据权利要求1所述的用于配电自动化终端的锂电池替代铅酸的电力变换装置,其特征在于,在电池充电过程中,所述储能电感放电状态下导通所述上桥臂开关管,而在电池放电过程中,所述储能电感放电状态下不得导通所述下桥臂开关管。

6.根据权利要求1所述的用于配电自动化终端的锂电池替代铅酸的电力变换装置,其特征在于,所述上桥臂开关管和所述下桥臂开关管采用mosfet或igbt。

7.根据权利要求1所述的用于配电自动化终端的锂电池替代铅酸的电力变换装置,其特征在于,所述电源端口对所述电池端口一和所述电池端口二的充、放电控制采用双闭环控制,且外环控制目标为输出电压,内环控制目标为输出电流。

8.根据权利要求1所述的用于配电自动化终端的锂电池替代铅酸的电力变换装置,其特征在于,所述上桥臂开关管和所述下桥臂开关管采用变周期控制器,控制周期为电感充电时间、电感放电时间和电感断流时间之和,使得任何工况下电力变换器均有电感断流状态。

9.根据权利要求1所述的用于配电自动化终端的锂电池替代铅酸的电力变换装置,其特征在于,所述上桥臂开关管的最大平均电流i1参考系统最大放电电流i2选取。

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【专利技术属性】
技术研发人员:孙天奎庄舒仪朱卫平
申请(专利权)人:国网江苏省电力有限公司电力科学研究院
类型:发明
国别省市:

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