【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电学领域，主要涉及到具有柔性功率分配的充放电系统及功率分配方法。
技术介绍
1、目前电动化技术高速发展，随着储能技术的进步、智能电网的发展和电动汽车的普及等，电池(铅酸电池、锂电池)的充放电技术因对系统设计的整体效率、经济成本及系统安全各方面作用重要，而越来越被重视。为了满足需求和资源的变化时能灵活地调整充放电功率的分配，柔性功率分配概念今年来被学者们提出。而不前的柔性功率分配系统可以归纳为以电源模块/充电桩模块为基本单元组成的电源系统，利用共直流母线的解耦作用，实现从ac(交流)到dc(直流)功率模块级的功率分配功能。
2、但是上述技术主要解决的是充电堆的功率均分问题，最主要的应用局限于电动汽车充电，对于能量的双向交互未作设计。
3、在储充系统中，其可以控制能量由ac向dc输出时各模块的功率均分，同时可以当能量由dc向ac输出时(v2g)，同样可以控制各模块的功率均分。但是其主要针对大功率充电系统，对于小功率充电系统未作分析，同样没有经济实用性。此外，现有储能系统采用同时向各电池充电的方式，当检测到某个电池已满电时，为了确保安全，会停止对所有电池的充电。然而，这种充电策略可能导致部分电池无法完全充满，特别是在新旧电池混合使用的情况下，这个问题尤为明显。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术公开了一种具有柔性功率分配的充放电系统及功率分配方法。
2、为了实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案进行实现：
3、一种
4、进一步的改进，所述双向ac/dc变换器为两电平双向ac/dc电路或三电平双向ac/dc电路。
5、进一步的改进，所述两电平双向ac/dc包括第一供电针脚正极vbus1+和第一供电针脚负极vbus-；第一供电针脚正极vbus1+电连接第一电容c1的一端、第一电阻r1的一端、第一mos管v1的漏极、第二mos管v2的漏极和第三mos管v3的漏极；第一供电针脚负极vbus-电连接第一电容c1的另一端、第一电阻r1的另一端、第四mos管v4的源极、第五mos管v5的源极和第六mos管v6的源极；其中第四mos管v4的漏极电连接第一mos管v1的源极与交流电源的第一相，第五mos管v5的漏极电连接第二mos管v2的源极与交流电源的第二相，第六mos管v6的漏极电连接第三mos管v2的源极与交流电源的第三相。
6、进一步的改进，所述三电平双向ac/dc电路包括第一供电针脚正极vbus1+和第一供电针脚负极vbus1-，第一供电针脚正极vbus1+正极电连接第二电容c2的一端、第二电阻r2的一端、第七mos管v7的漏极、第八mos管v8的漏极和第九mos管v9的漏极，第一供电针脚负极vbus1-电连接第三电容c3的一端、第三电阻r3的一端、第十mos管v10的源极、第十一mos管v11的源极和第十二mos管v12的源极；第七mos管v7的源极电连接第十三mos管v13的漏极和第一二极管d1的负极，第一二极管d1的正极电连接第二二极管d2的负极、第二电容c2的另一端、第二电阻r2的另一端、第三电容c3的另一端、第三二极管d3的正极、第四二极管d4的负极、第五二极管正极和第六二极管负极；第二二极管d2的正极电连接第十mos管v10的漏极和第十四mos管v14的源极；第十四mos管v14的漏极电连接第十三mos管v13的源极和交流电源的第一相；第四二极管d4的正极电连接第十一mos管v11的漏极和第十六mos管v16的源极，第十六mos管v16的漏极电连接第十五mos管v15的源极和交流电源的第二相，第十五mos管v15的漏极电连接第八mos管v8的源极和第三二极管d3的负极；第六二极管d6的正极电连接第十二mos管v12的漏极和第十八mos管v18的源极，第十八mos管v18的漏极电连接第十七mos管v17的源极和交流电源的第三相，第十七mos管v17的漏极电连接第九mos管v9的源极和第五二极管d5的负极。
7、进一步的改进，所述双向dc/dc变换器包括第二电针脚正极vbus2+和第二供电针脚负极vbus2-；第二电针脚正极vbus2+电连接的第十九mos管v19的漏极和第二十一mos管v21的漏极，第二供电针脚负极vbus2-电连接第二十mos管v20的源极和第二十二mos管v22的源极，第二十mos管v20的源极的漏极电连接第十九mos管v19的源极和第四电容(c4的一端，第四电容(c4的另一端连接有谐振电感lr的一端，谐振电感lr的另一端电连接第一变压器t1的并联谐振电感lm一端，并联谐振电感lm的另一端电连接第二十二mos管v22的漏极和第二十一电感v21的源极；第一变压器t1的副线圈的一端电连接第二十三mos管v23的源极和第二十四mos管v24的漏极，另一端连接电连接第二十五mos管v25的源极和第二十六mos管v26的漏极；第二十三mos管v23的漏极和第二十五mos管v25的漏极电连接正极输电线voul+和负极输电线voul-。
8、进一步的改进，所述变直流母线中，中部的双向dc/dc变换器的第二电针脚正极vbus2+电连接上一级双向dc/dc变换器的第二供电针脚负极vbus2-，第二供电针脚负极vbus2-电连接下一级双向dc/dc变换器的第二供电针脚正极vbus2+；变直流母线一端的第二电针脚正极vbus2+电连接第一电针脚正极vbus1+，另一端的第二供电针脚负极vbus2-电连接第一供电针脚负极vbus1-；每个双向dc/dc变换器的第二电针脚正极vbus2+电连接缓冲电容cr的一端，第二供电针脚负极vbus2-电连接缓冲电容cr的另一端。
9、进一步的改进，所述变直流母线中每个双向dc/dc变换器的正极输电线voul+和负极输电线voul-分别电连接一个储能装置的两端，或若干个双向dc/dc变换器串联后两端的正极输电线voul+和负极输电线voul-分别电连接一个储能装置的两端；所述储能装置为单个电池或电池组。
10、进一步的改进，所述具有柔性功率分配的充放电系统的电路图如上所示；具体包括如下步骤：
11、步骤一、获得各双向dc/dc变换器的电压和电流，各储能装置的soc、电压、电流、温度信息以及对应soc、电压、电流、温度信息的最大允许充电功率；
12、步骤二、设置限制条件：
13、
14、其中，p为目标功率，即双向ac/dc变换器的输出功率，pmax为所述充放电系统允许的最大充电功率，ki为第i个储能装置的分配系数，pi为第i个储能装置的最大允许充电功率，i＝1,2...n；
15、步骤三、设置目标函数：
16、
17、piref为第i个储能装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有柔性功率分配的充放电系统，其特征在于，包括交流电源(AC)，交流电源(AC)电连接有双向AC/DC变换器；双向AC/DC变换器两端分别电连接若干双向DC/DC变换器串联形成的变直流母线的两端形成回路；变直流母线电连接有若干储能装置。
2.根据权利要求1所述的具有柔性功率分配的充放电系统，其特征在于，所述双向AC/DC变换器为两电平双向AC/DC电路或三电平双向AC/DC电路。
3.根据权利要求2所述的具有柔性功率分配的充放电系统，其特征在于，所述两电平双向AC/DC包括第一供电针脚正极(Vbus1+)和第一供电针脚负极(Vbus-)；第一供电针脚正极(Vbus1+)电连接第一电容(C1)的一端、第一电阻(R1)的一端、第一MOS管(V1)的漏极、第二MOS管(V2)的漏极和第三MOS管(V3)的漏极；第一供电针脚负极(Vbus-)电连接第一电容(C1)的另一端、第一电阻(R1)的另一端、第四MOS管(V4)的源极、第五MOS管(V5)的源极和第六MOS管(V6)的源极；其中第四MOS管(V4)的漏极电连接第一MOS管(V1)的源极与交流电源的第
4.根据权利要求2所述的具有柔性功率分配的充放电系统，其特征在于，所述三电平双向AC/DC电路包括第一供电针脚正极(Vbus1+)和第一供电针脚负极(Vbus1-)，第一供电针脚正极(Vbus1+)正极电连接第二电容(C2)的一端、第二电阻(R2)的一端、第七MOS管(V7)的漏极、第八MOS管(V8)的漏极和第九MOS管(V9)的漏极，第一供电针脚负极(Vbus1-)电连接第三电容(C3)的一端、第三电阻(R3)的一端、第十MOS管(V10)的源极、第十一MOS管(V11)的源极和第十二MOS管(V12)的源极；第七MOS管(V7)的源极电连接第十三MOS管(V13)的漏极和第一二极管(D1)的负极，第一二极管(D1)的正极电连接第二二极管(D2)的负极、第二电容(C2)的另一端、第二电阻(R2)的另一端、第三电容(C3)的另一端、第三二极管(D3)的正极、第四二极管(D4)的负极、第五二极管正极和第六二极管负极；第二二极管(D2)的正极电连接第十MOS管(V10)的漏极和第十四MOS管(V14)的源极；第十四MOS管(V14)的漏极电连接第十三MOS管(V13)的源极和交流电源的第一相；第四二极管(D4)的正极电连接第十一MOS管(V11)的漏极和第十六MOS管(V16)的源极，第十六MOS管(V16)的漏极电连接第十五MOS管(V15)的源极和交流电源的第二相，第十五MOS管(V15)的漏极电连接第八MOS管(V8)的源极和第三二极管(D3)的负极；第六二极管(D6)的正极电连接第十二MOS管(V12)的漏极和第十八MOS管(V18)的源极，第十八MOS管(V18)的漏极电连接第十七MOS管(V17)的源极和交流电源的第三相，第十七MOS管(V17)的漏极电连接第九MOS管(V9)的源极和第五二极管(D5)的负极。
5.根据权利要求3或4所述的具有柔性功率分配的充放电系统，其特征在于，所述双向DC/DC变换器包括第二电针脚正极(Vbus2+)和第二供电针脚负极(Vbus2-)；第二电针脚正极(Vbus2+)电连接的第十九MOS管(V19)的漏极和第二十一MOS管(V21)的漏极，第二供电针脚负极(Vbus2-)电连接第二十MOS管(V20)的源极和第二十二MOS管(V22)的源极，第二十MOS管(V20)的源极的漏极电连接第十九MOS管(V19)的源极和第四电容(C4)的一端，第四电容(C4)的另一端连接有谐振电感(Lr)的一端，谐振电感(Lr)的另一端电连接第一变压器(T1)的并联谐振电感(Lm)一端，
6.根据权利要求5所述的具有柔性功率分配的充放电系统，其特征在于，所述变直流母线中，中部的双向DC/DC变换器的第二电针脚正极(Vbus2+)电连接上一级双向DC/DC变换器的第二供电针脚负极(Vbus2-)，第二供电针脚负极(Vbus2-)电连接下一级双向DC/DC变换器的第二供电针脚正极(Vbus2+)；变直流母线一端的第二电针脚正极(Vbus2+)电连接第一电针脚正极(Vbus1+)，另一端的第二供电针脚负极(Vbus2-)电连接第一供电针脚负极(Vbus1-)；每个双向DC/DC变换器的第二电针脚正极(Vbus2+)电连接缓冲电容(Cr)的一端，第二供电针脚负极(Vbus2-)电连接缓冲电容(Cr)的另一端。
7.根据权利...
【技术特征摘要】
1.一种具有柔性功率分配的充放电系统，其特征在于，包括交流电源(ac)，交流电源(ac)电连接有双向ac/dc变换器；双向ac/dc变换器两端分别电连接若干双向dc/dc变换器串联形成的变直流母线的两端形成回路；变直流母线电连接有若干储能装置。
2.根据权利要求1所述的具有柔性功率分配的充放电系统，其特征在于，所述双向ac/dc变换器为两电平双向ac/dc电路或三电平双向ac/dc电路。
3.根据权利要求2所述的具有柔性功率分配的充放电系统，其特征在于，所述两电平双向ac/dc包括第一供电针脚正极(vbus1+)和第一供电针脚负极(vbus-)；第一供电针脚正极(vbus1+)电连接第一电容(c1)的一端、第一电阻(r1)的一端、第一mos管(v1)的漏极、第二mos管(v2)的漏极和第三mos管(v3)的漏极；第一供电针脚负极(vbus-)电连接第一电容(c1)的另一端、第一电阻(r1)的另一端、第四mos管(v4)的源极、第五mos管(v5)的源极和第六mos管(v6)的源极；其中第四mos管(v4)的漏极电连接第一mos管(v1)的源极与交流电源的第一相，第五mos管(v5)的漏极电连接第二mos管(v2)的源极与交流电源的第二相，第六mos管(v6)的漏极电连接第三mos管(v2)的源极与交流电源的第三相。
4.根据权利要求2所述的具有柔性功率分配的充放电系统，其特征在于，所述三电平双向ac/dc电路包括第一供电针脚正极(vbus1+)和第一供电针脚负极(vbus1-)，第一供电针脚正极(vbus1+)正极电连接第二电容(c2)的一端、第二电阻(r2)的一端、第七mos管(v7)的漏极、第八mos管(v8)的漏极和第九mos管(v9)的漏极，第一供电针脚负极(vbus1-)电连接第三电容(c3)的一端、第三电阻(r3)的一端、第十mos管(v10)的源极、第十一mos管(v11)的源极和第十二mos管(v12)的源极；第七mos管(v7)的源极电连接第十三mos管(v13)的漏极和第一二极管(d1)的负极，第一二极管(d1)的正极电连接第二二极管(d2)的负极、第二电容(c2)的另一端、第二电阻(r2)的另一端、第三电容(c3)的另一端、第三二极管(d3)的正极、第四二极管(d4)的负极、第五二极管正极和第六二极管负极；第二二极管(d2)的正极电连接第十mos管(v10)的漏极和第十四mos管(v14)的源极；第十四mos管(v14)的漏极电连接第十三mos管(v13)的源极和交流电源的第一相；第四二极管(d4)的正极电连接第十一mos管(v11)的漏极和第十六mos管(v16)的源极，第十六mos管(v16)的漏极电连接第十五mos管(v15)的源极和交流电源的第二相，第十五mos管(v15)的漏极电连接第八mos管(v8)的源极...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈雄春，冯涛，张蓓，潘晓清，曹宇，曾顺意，邓超艳，司勇，
申请(专利权)人：深圳威蜂数字能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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