1.一種用于微電網(wǎng)系統(tǒng)充放電裝置的主回路,其特征在于,包括:依次連接的電網(wǎng)接口(1)、濾波電路模塊(2)、雙向DC/AC整流器模塊(3)、雙向DC/DC變換器模塊(4)和儲(chǔ)能電池組(5),及控制電路及功率方向控制模塊(6);
所述的雙向DC/DC變換器模塊(4)包括交流H橋單相逆變器電路、功率切換開關(guān)模塊(7)、去耦電容、和變壓器、副邊二極管、濾波電感以及濾波電容;功率切換開關(guān)模塊(7)包括接觸器KM1和KM2,交流H橋單相逆變器電路分別通過接觸器KM1和KM2與變壓器的原邊和副邊連接;
所述的控制電路及功率方向控制模塊(6)分別采集電網(wǎng)接口(1)、濾波電路模塊(2)、雙向DC/AC整流器模塊(3)、雙向DC/DC變換器模塊(4)和儲(chǔ)能電池組(5)的相關(guān)信號(hào),并控制雙向DC/AC整流器模塊(3)、雙向DC/DC變換器模塊(4)及功率切換開關(guān)模塊(7)的切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于微電網(wǎng)系統(tǒng)充放電裝置的主回路,其特征在于,所述的交流H橋單相逆變器電路包括兩個(gè)并聯(lián)的由兩個(gè)功率器件串聯(lián)組成的支路,接觸器KM1的兩個(gè)輸入端分別連接每個(gè)支路兩個(gè)功率器件之間,接觸器KM1的兩個(gè)輸出端連接變壓器原邊繞組的兩端,變壓器原邊繞組側(cè)一端上設(shè)置有去耦電容;變壓器副邊繞組的兩端分別通過二極管連接濾波電感L,濾波電感L與儲(chǔ)能電池組(5)正極連接,副邊繞組的中心抽頭連接儲(chǔ)能電池組(5)負(fù)極,儲(chǔ)能電池組(5)的輸入端并聯(lián)濾波電容C;接觸器KM2的一個(gè)輸入端連接交流H橋單相逆變器電路負(fù)極,其輸出端連接儲(chǔ)能電池組(5)負(fù)極;接觸器KM2的另一個(gè)輸入端連接一個(gè)支路兩個(gè)功率器件之間,其輸出端連接濾波電感L的輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于微電網(wǎng)系統(tǒng)充放電裝置的主回路,其特征在于,所述的雙向DC/DC變換器模塊(4)包括隔離通道和非隔離通道,隔離通道由功率器件T1D1、T2D2、T3D3及T4D4構(gòu)成的交流H橋單相逆變器電路、接觸器KM1、去耦電容、變壓器、二極管構(gòu)成的全波整流電路、LC組成的直流濾波電路組成;非隔離通道由濾波電感L、接觸器KM2、開關(guān)管T4、二極管D2以及雙向DC/AC整流器模塊(3)的直流側(cè)濾波電容組成。
4.一種基于權(quán)利要求1所述的用于微電網(wǎng)系統(tǒng)充放電裝置的主回路的控制方法,其特征在于,包括以下步驟:
控制電路及功率方向控制模塊(6)根據(jù)充、放電指令判斷功率方向,向功率切換開關(guān)模塊(7)的接觸器KM1和接觸器KM2發(fā)出相應(yīng)控制信號(hào),通過切換雙向DC/DC變換器模塊(4)中接觸器KM1和KM2,以實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)系統(tǒng)充、放電不同功率路徑的切換。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于微電網(wǎng)系統(tǒng)充放電裝置的主回路的控制方法,其特征在于,第一功率路徑是電能依次經(jīng)過電網(wǎng)接口(1)、濾波電路模塊(2)、雙向DC/AC整流器模塊(3)、雙向DC/DC變換器模塊(4)隔離通道及儲(chǔ)能電池組(5),電網(wǎng)向儲(chǔ)能電池組(5)充電,儲(chǔ)存能量;第二功率路徑是電能依次經(jīng)過儲(chǔ)能電池組(5)、雙向DC/DC變換器模塊(4)非隔離通道、雙向DC/AC整流器模塊(3)、濾波電路模塊(2)及電網(wǎng)接口(1),儲(chǔ)能電池組(5)向電網(wǎng)饋能,釋放能量。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于微電網(wǎng)系統(tǒng)充放電裝置的主回路的控制方法,其特征在于,充電過程具體步驟如下:
1)控制電路及功率方向控制模塊(6)獲得上位充電命令后,向功率切換開關(guān)模塊(7)的接觸器KM1發(fā)出導(dǎo)通信號(hào),同時(shí)向接觸器KM2發(fā)出關(guān)斷信號(hào);
2)根據(jù)雙向DC/AC整流器模塊(3)的整流模式的控制方案,控制電路及功率方向控制模塊(6)進(jìn)行相關(guān)信號(hào)采集和控制算法,對(duì)雙向DC/AC整流器模塊(3)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的整流模式控制;
3)功率流經(jīng)雙向DC/DC變換器模塊(4)接通隔離通道,控制電路及功率方向控制模塊(6)進(jìn)行相關(guān)信號(hào)采集和控制算法,對(duì)交流H橋單相逆變器電路進(jìn)行控制,電能經(jīng)接觸器KM1、去耦電容、變壓器的電磁耦合由副邊繞組與二極管構(gòu)成的全波整流電路進(jìn)行整流,然后通過LC組成的直流濾波電路,對(duì)儲(chǔ)能電池組(5)進(jìn)行充電。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于微電網(wǎng)系統(tǒng)充放電裝置的主回路的控制方法,其特征在于,放電過程具體步驟如下:
1)控制電路及功率方向控制模塊(6)獲得上位放電命令后,向功率切換開關(guān)模塊(7)的接觸器KM1發(fā)出關(guān)斷信號(hào),同時(shí)向接觸器KM2發(fā)出導(dǎo)通信號(hào);
2)功率由儲(chǔ)能電池組(2)電能流經(jīng)雙向DC/DC變換器模塊(4)非隔離通道,控制電路及功率方向控制模塊(6)完成相關(guān)信號(hào)采集和控制算法,對(duì)由濾波電感L、接觸器KM2、開關(guān)管T4、二極管D2以及雙向DC/AC整流器模塊(3)的直流側(cè)濾波電容組成的直流Boost升壓斬波電路進(jìn)行控制,變壓器退出運(yùn)行;
3)根據(jù)雙向DC/AC整流器模塊(3)的逆變模式的控制方案,控制電路及功率方向控制模塊(6)完成相關(guān)信號(hào)采集和控制算法,對(duì)雙向DC/AC整流器模塊(3)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的逆變模式控制,將能量逆變到電網(wǎng),完成儲(chǔ)能電池組(5)放電電路功能。