一种储能功率调节装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出了一种储能功率调节装置，由电路参数监测单元、数字处理控制单元、驱动单元、人机对话单元和三相桥式调节单元组成；其中，通过电线依次将电路参数监测单元与数字处理控制单元、驱动单元和三相桥式调节单元连接在一起，数字处理控制单元与人机对话单元相连接。本实用新型专利技术优点在于：实现了对储能电站可再生能源功率波动的平滑；同时利用储能功率调节装置的剩余容量实现了对电网谐波污染的过滤功能；能够有效提高储能电站的性价比，节约投资成本，有利于推动储能技术在新能源发电与智能电网建设领域大规模商业化应用。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电力电子
，具体涉及新能源发电中的一种储能功率调节装置。
技术介绍
随着能源危机与环保问题的日益凸显，大力发展基于风力、光伏等可再生能源发电技术已成为当前电力系统的发展趋势。然而，诸如风力、光伏等可再生能源输出功率存在随机波动与间歇特点，尤其是随着风力、光伏等可再生能源电站大规模集中式或规模化分布式的并网运行，其输出功率的随机波动性问题给电力系统稳定运行和电能质量带来了严重挑战。对于上述问题，现有的解决方法之一是利用储能技术来平滑可再生能源输出功率波动，但大规模采用储能技术还存在着储能系统成本昂贵以及利用率低下问题。储能电站功率容量是按可再生能源输出最大功率波动进行配置的，但由于天气的多变性，可再生能源电站实际功率波动通常小于最大功率波动值，因此参与平滑可再生能源功率波动的储能系统往往有较高剩余容量，导致设备利用率低下；此外，随着新能源发电装置、非线性负荷以及电力电子变流器投入电网运行，给电网带来了严重的谐波污染；采用有源电力滤波器虽然可以有效消除谐波电流污染，补 偿无功功率，改善电能质量，但其投入成本高，成为导致此技术难以大规模推广应用的重要因素之一。
技术实现思路
针对现有储能技术上的不足，本技术提出了具有平滑可再生能源输出功率波动与滤除电网谐波污染功能的一种储能功率调节装置。该装置使得储能电站在平滑可再生能源输出功率波动的同时，利用储能功率调节装置的剩余容量补偿电网中谐波与无功分量以改善电能质量，实现“一机多用”功能，提高了储能系统利用率。本技术的具体结构为:一种储能功率调节装置，由电路参数监测单元1、数字处理控制单元2、驱动单元3、人机对话单元4和三相桥式调节单元5组成；其中，电路参数监测单元I的输出端与数字处理控制单元2的输入端相连接，数字处理控制单元2的输出端分别与驱动单元3的输入端和人机对话单元4的通讯接口相连接，驱动单元3的输出端和三相桥式调节单元5的输入端相连接；所述电路参数监测单元I负责实时检测电网上的实时运行状态信号，并将运行状态信号送至数字处理控制单元2 ；所述数字处理控制单元2根据自电路参数监测单元I传递来的信号决定实现平滑与滤波统一功能的电流指令；所述驱动单元3驱动三相桥式调节单元5，同时对三相桥式调节单元5进行过压过流保护；所述人机对话单元4与数字处理控制单元2相连，将电压电流、有功无功、故障保护等信息实时显示；所述三相桥式调节单元5拓扑为电压型三相PWM电路；三相桥式调节单元5控制储能系统吸收或释放有功无功电能，实现电能双向流动，达到平滑输出功率波动与滤除电网负荷谐波的作用；使用时，将电路参数监测单元I分别与电网6、负荷7、可再生能源发电厂8以及三相桥式调节单元5附近的线路相连接，由电路参数监测单元I实时监测所述线路处的电压电流参数；三相桥式调节单元5与电网6和负荷7之间的节点相连接。本技术优点在于:本产品实现了储能电站对可再生能源功率波动的平滑；同时利用储能功率调节装置的剩余容量实现了对电网谐波污染的过滤；本产品能够有效提高储能电站的性价比，节约投资成本，有利于推动储能技术在新能源发电与智能电网建设领域大规模商业化应用。附图说明图1是本技术的结构及安装位置的示意图。图2是电压采样电路图。图3是电流采样电路图。图4是可再生能源电站输出功率曲线图。图5是负荷电流波形图。图6是无储能时公 共并网点注入电网电流八波形图。图7是有储能时公共并网点注入电网电流八波形图。图8是储能配合可再生能源电站平滑注入电网功率曲线图。图中的序号为:电路参数监测单元1、数字处理控制单元2、驱动单元3、人机对话单元4、三相桥式调节单元5、电网6、负荷7、可再生能源发电厂8。具体实施方式以下结合附图和仿真实例对本技术作进一步说明。参见图1 一种储能功率调节装置，由电路参数监测单元1、数字处理控制单元2、驱动单元3、人机对话单元4和三相桥式调节单元5组成；其中，电路参数监测单元I的输出端与数字处理控制单元2的输入端相连接，数字处理控制单元2的输出端分别与驱动单元3的输入端和人机对话单元4的通讯接口相连接，驱动单元3的输出端和三相桥式调节单元5的输入端相连接；使用时，将电路参数监测单元I分别与电网6、负荷7、可再生能源发电厂8以及三相桥式调节单元5附近的线路相连接，由电路参数监测单元I实时监测所述线路处的电压电流参数；三相桥式调节单元5与电网6和负荷7之间的节点相连接。所述电路参数监测单元I负责实时检测电网上的实时运行状态信号，并将运行状态信号送至数字处理控制单元2。电路参数监测单元I实时检测的参数有:电网侧三相电压电流eab。与iab。、可再生能源电站输出电流iKab。、储能功率调节装置输出电流iBab。、输入直流侧电池电压d。、开关管电压电流3￥与4和负荷输入端电流值i\ab。；其中eab。即是并网公共点电压，abc表不a、b、c三相缩写。所述数字处理控制单元2根据自电路参数监测单元I传递来的信号决定实现平滑与滤波统一功能的电流指令；所述驱动单元3驱动三相桥式调节单元5，同时对三相桥式调节单元5进行过压过流保护；所述人机对话单元4与数字处理控制单元2相连，将电压电流、有功无功、故障保护等信息实时显示；所述三相桥式调节单元5拓扑为电压型三相PWM电路，直流侧并联电解电容吸收直流母线电压纹波，交流侧通过滤波电感与工频变压器并入电网，滤波电感用以消除储能功率调节装置输出电流的高次谐波，工频变压器用以实现储能功率调节装置的电气隔离与输出升压。三相桥式调节单元5控制储能系统吸收或释放有功无功电能，实现电能双向流动，从而有效平滑可再生能源电站输出功率波动与滤除电网负荷谐波。所述数字处理控制单元2包括平滑波动控制模块、谐波电流检测模块、指令电流合成模块和过压过流保护模块。其中，平滑波动控制模块根据eab。与iKab。可以计算出可再生能源电站输出功率Pk，并由Pk的波动程度决定储能系统平滑功率波动需提供的有功电流指令1:。。谐波电流检测模块根据吣与负荷电流八ab。，用以决定储能系统所需补偿的谐波和无功电流指令八abdl。平滑波动控制模块将储能系统平滑功率波动需提供的有功电流指令i，Bab。送至电流指令合成模块，同时谐波电流检测单元将储能系统所需补偿的谐波和无功电流指令八abdl送至电流指令合成模块，电流指令合成模块将平滑与滤波功能的电流指令叠加，用以决定储能系统实现平滑与滤波统一功能的电流指令i*Bab。。电流指令合成模块根据i 7 Babc决定储能系统的剩余容量△/，如果谐波电流指令八abc;h超过了储能系统的剩余容量Λ i，则对Aabdi进行限幅处理，保护储能系统工作在额定功率范围。所述数字处理控制单元2是基于DSP28335的新型数字处理电路，通过ADC接口接收电路参数监测单元实时提供的电压电流信息进行处理。数字处理控制单元2与人机对话单元4之间采用485通讯协议；其中人机对话单元4的液晶显示屏为基于MCGS组态软件的嵌入式一体化触摸屏，采用ADM2587E作为RS485通讯芯片。ADM2587E是集成了磁隔离的RS485收发器，通讯速率为500Kbps，采用内部3.3V电源供电，可以简单快速实现485通讯。图2为基于运放LM353的电压采样电路图，图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种储能功率调节装置，其特征在于，由电路参数监测单元（1）、数字处理控制单元（2）、驱动单元（3）、人机对话单元（4）和三相桥式调节单元（5）组成；其中，电路参数监测单元（1）的输出端与数字处理控制单元（2）的输入端相连接，数字处理控制单元（2）的输出端分别与驱动单元（3）的输入端和人机对话单元（4）的通讯接口相连接，驱动单元（3）的输出端和三相桥式调节单元（5）的输入端相连接；所述电路参数监测单元（1）负责实时检测电网上的实时运行状态信号，并将运行状态信号送至数字处理控制单元（2）；所述数字处理控制单元（2）根据自电路参数监测单元（1）传递来的信号决定实现平滑与滤波统一功能的电流指令i*Babc；该电流指令i*Babc决定开关PWM信号；所述驱动单元（3）驱动三相桥式调节单元（5），同时对三相桥式调节单元（5）进行过压过流保护；所述人机对话单元（4）与数字处理控制单元（2）相连，将电压电流、有功无功、故障保护的信息实时显示；所述三相桥式调节单元（5）拓扑为电压型三相PWM电路；三相桥式调节单元（5）控制储能系统吸收或释放有功无功电能，实现电能双向流动，达到平滑输出功率波动与滤除电网负荷谐波的作用；使用时，将电路参数监测单元（1）分别与电网（6）、负荷（7）、可再生能源发电厂（8）以及三相桥式调节单元（5）附近的线路相连接，由电路参数监测单元（1）实时监测所述线路处的电压电流参数；三相桥式调节单元（5）与电网（6）和负荷（7）之间的节点相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种储能功率调节装置，其特征在于，由电路参数监测单元(I)、数字处理控制单元(2)、驱动单元(3)、人机对话单元(4)和三相桥式调节单元(5)组成；其中，电路参数监测单元(I)的输出端与数字处理控制单元(2)的输入端相连接，数字处理控制单元(2)的输出端分别与驱动单元(3)的输入端和人机对话单元(4)的通讯接口相连接，驱动单元(3)的输出端和三相桥式调节单元(5)的输入端相连接； 所述电路参数监测单元(I)负责实时检测电网上的实时运行状态信号，并将运行状态信号送至数字处理控制单元(2)； 所述数字处理控制单元(2)根据自电路参数监测单元(I)传递来的信号决定实现平滑与滤波统一功能的电流指令i*Bab。；该电流指令i*Bab。决定开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁明，陈自年，罗亚桥，郑国强，陈中，陈忠，
申请(专利权)人：合肥工业大学，安徽省电力科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：