專(zhuān)利名稱(chēng)：一種無(wú)變壓器電池儲(chǔ)能拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種無(wú)變壓器電池儲(chǔ)能拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，用于高壓電力系統(tǒng)領(lǐng)域，使電 網(wǎng)供給負(fù)載可靠，高質(zhì)量的電壓。
背景技術(shù)：
目前，電網(wǎng)至少存在以下九種問(wèn)題斷電、雷擊尖峰、浪涌、頻率震蕩、電壓突變、電 壓波動(dòng)、頻率漂移、電壓跌落、脈沖干擾等。可再生能源例如光伏或風(fēng)能所產(chǎn)生的電能也極 其的不穩(wěn)定，新能源并網(wǎng)應(yīng)用的規(guī)模越大，電網(wǎng)就越不安全，根據(jù)國(guó)內(nèi)外風(fēng)光電站并網(wǎng)的實(shí) 踐，借助儲(chǔ)能技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電功率的平衡輸出，使大規(guī)模風(fēng)電及太陽(yáng)能電力方便 可靠地并入常規(guī)電網(wǎng)。目前電力儲(chǔ)能設(shè)備都是通過(guò)變壓器與電網(wǎng)相并聯(lián)的，采用變壓器，使設(shè)備投資大、 占地多，成本高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種無(wú)變壓器電池儲(chǔ)能拓?fù)洌洳⒙?lián)在電網(wǎng)上，可抑制 電網(wǎng)的那些電力污染，可補(bǔ)償光伏或風(fēng)能發(fā)電的不穩(wěn)定性，給電網(wǎng)上的負(fù)載提供不間斷、干 凈、穩(wěn)定、無(wú)頻率突變、高質(zhì)量的正弦波電壓。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種無(wú)變壓器電池儲(chǔ)能拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括三相，每相由多個(gè)H橋功率模 塊與電池儲(chǔ)能模塊構(gòu)成的子單元串聯(lián)在一起，經(jīng)緩沖電感接入電網(wǎng)。所述的H橋功率模塊由四個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)器件組成，每個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)器件反并聯(lián)一個(gè) 二極管，每?jī)蓚€(gè)IGBT開(kāi)關(guān)器件相串聯(lián)后，再與直流電容C并聯(lián)。所述的電池儲(chǔ)能模塊由電池組與開(kāi)關(guān)串聯(lián)而成，再與H橋功率模塊的電容并聯(lián)。 所述的開(kāi)關(guān)還并聯(lián)有電阻。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是1)輸入端無(wú)變壓器，進(jìn)而使該電池儲(chǔ)能拓?fù)溲b置與同電壓、功率等級(jí)下的有變壓 器的相比較，生產(chǎn)周期減小一半，體積減小一半，成本降低一半，占地面積減小一半，運(yùn)輸方 便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；2)電池儲(chǔ)能具有能量效率高，可實(shí)現(xiàn)快速充放電，壽命長(zhǎng)。3)減小或提高容量等級(jí)比較簡(jiǎn)單，只需減少或增多串聯(lián)的單元數(shù)目即可。

圖1是無(wú)變壓器電池儲(chǔ)能拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；圖2是無(wú)變壓器電池儲(chǔ)能拓?fù)浠締卧Y(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
見(jiàn)圖1，一種無(wú)變壓器電池儲(chǔ)能拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括三相，每相由多個(gè)H橋 功率模塊與電池儲(chǔ)能模塊構(gòu)成的子單元串聯(lián)在一起，經(jīng)緩沖電感L接入電網(wǎng)。電感L還連 接緩沖電阻R，緩沖電阻R與開(kāi)關(guān)K2并聯(lián)后，與斷路器Kl連接。見(jiàn)圖2，H橋功率模塊由IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4四個(gè)開(kāi)關(guān)器件組成，開(kāi)關(guān)器件 IGBTl和IGBT2相串聯(lián)，開(kāi)關(guān)器件IGBT3和IGBT4相串聯(lián)，再和直流電容C并聯(lián)。并且四個(gè) 開(kāi)關(guān)器件IGBTl、IGBT2、IGBT3、IGBT4分別并聯(lián)一個(gè)反接二極管Dl、D2、D3、D4。IGBTl與 IGBT2的公共端、IGBT3與IGBT4的公共端為該功率模塊與其它功率模塊相連接的輸入、輸出端。電池儲(chǔ)能模塊由電池組E與開(kāi)關(guān)S串聯(lián)而成，再與H橋功率模塊的電容C并聯(lián)，開(kāi) 關(guān)S還并聯(lián)有電阻R'。當(dāng)電網(wǎng)輸出電壓不正常時(shí)，圖1采用多功率單元串聯(lián)輸出高壓，通過(guò)調(diào)制算法輸 出多電平波形，產(chǎn)生高質(zhì)量的正弦波電壓供給電網(wǎng)上的負(fù)載。當(dāng)電網(wǎng)電壓產(chǎn)生尖峰時(shí)，電壓通過(guò)二極管向直流側(cè)供電，開(kāi)通每個(gè)單元(如圖2 所示)的開(kāi)關(guān)S，此時(shí)，本實(shí)用新型的電池儲(chǔ)能拓?fù)渲绷鱾?cè)電容和電池吸收電網(wǎng)尖峰，進(jìn)而 抑制了電網(wǎng)尖峰對(duì)電網(wǎng)上設(shè)備的影響。當(dāng)電網(wǎng)電壓突然跌落或中斷時(shí)，通過(guò)控制每個(gè)單元 (如圖2所示)的IGBTl IGBT4，開(kāi)通S，此時(shí)，直流側(cè)電容和電池中的能量回饋電網(wǎng)，使電 網(wǎng)輸出正常的正弦波。當(dāng)電網(wǎng)電壓正常時(shí)，關(guān)斷IGBTl IGBT4，關(guān)斷開(kāi)關(guān)S，此時(shí)，能量?jī)?chǔ) 存在電池中。本實(shí)用新型的電池儲(chǔ)能拓?fù)淇蔀? 500KV的電網(wǎng)做儲(chǔ)備電源，可抑制風(fēng)力發(fā)電 或光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性，其重要特征為輸入端無(wú)變壓器，體積小，成本低。該電池儲(chǔ)能拓?fù)?通過(guò)單元串聯(lián)的方法，輸出高壓，省掉了并網(wǎng)時(shí)所用的升壓變壓器，節(jié)約了大量成本且拓?fù)?結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于拆卸和安裝。所述的單元為H橋型模塊包括四個(gè)IGBT器件，每?jī)蓚€(gè)構(gòu)成一 個(gè)橋，每個(gè)模塊還包括直流濾波電容以及與電容相并聯(lián)的電池。當(dāng)需要提高電壓等級(jí)時(shí)，只 需要提高串聯(lián)的單元數(shù)目即可。另外，由于采用多單元串聯(lián)功率單元輸出高壓，可以通過(guò)調(diào) 制算法輸出多電平波形，產(chǎn)生高質(zhì)量的正弦波電壓。所述的H橋功率模塊包括四個(gè)IGBT器件，其構(gòu)成了一個(gè)可整流可逆變的橋，后面 的開(kāi)關(guān)S控制電池吸收或釋放電能。當(dāng)開(kāi)關(guān)S為高速可關(guān)斷器件，如IGBT時(shí)，還可省掉與 其相并聯(lián)的電阻。本實(shí)用新型根據(jù)實(shí)際需要提高或減小容量比較簡(jiǎn)單，只需增多或減少單元數(shù)目即 可。
權(quán)利要求一種無(wú)變壓器電池儲(chǔ)能拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括三相，每相由多個(gè)H橋功率模塊與電池儲(chǔ)能模塊構(gòu)成的子單元串聯(lián)在一起，經(jīng)緩沖電感接入電網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)變壓器電池儲(chǔ)能拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的H橋功率模 塊由四個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)器件組成，每個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)器件反并聯(lián)一個(gè)二極管，每?jī)蓚€(gè)IGBT開(kāi)關(guān)器 件相串聯(lián)后，再與直流電容C并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)變壓器電池儲(chǔ)能拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的電池儲(chǔ) 能模塊由電池組與開(kāi)關(guān)串聯(lián)而成，再與H橋功率模塊的電容并聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)變壓器電池儲(chǔ)能拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的開(kāi)關(guān)還并 聯(lián)有電阻。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種無(wú)變壓器電池儲(chǔ)能拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括三相，每相由多個(gè)H橋功率模塊與電池儲(chǔ)能模塊構(gòu)成的子單元串聯(lián)在一起，經(jīng)緩沖電感接入電網(wǎng)。所述的H橋功率模塊由四個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)器件組成，每個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)器件反并聯(lián)一個(gè)二極管，每?jī)蓚€(gè)IGBT開(kāi)關(guān)器件相串聯(lián)后，再與直流電容C并聯(lián)。所述的電池儲(chǔ)能模塊由電池組與開(kāi)關(guān)串聯(lián)而成，再與H橋功率模塊的電容并聯(lián)。所述的開(kāi)關(guān)還并聯(lián)有電阻。該拓?fù)洳⒙?lián)在電網(wǎng)上，可抑制電網(wǎng)的那些電力污染，可補(bǔ)償光伏或風(fēng)能發(fā)電的不穩(wěn)定性，給電網(wǎng)上的負(fù)載提供不間斷、干凈、穩(wěn)定、無(wú)頻率突變、高質(zhì)量的正弦波電壓。
文檔編號(hào)H02J3/38GK201774269SQ201020267950
公開(kāi)日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月22日
發(fā)明者張坤, 張躍平, 李太峰, 楊洋, 王振, 胡濤, 趙淑玉, 魏西平 申請(qǐng)人:榮信電力電子股份有限公司