储能电池用充放电机设计

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1、第47卷第7期电力电子技术Vo1．47，No．72013年7月PowerElectronicsJuly2013储能电池用充放电机的设计姚俊(国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，湖北武汉430074)摘要：为适应储能电池的应用场合，设计了一种适用于并网的新型充放电机。采用AC／DC，DC／DC的两级结构，采用空间矢量脉宽调制(sVPwM)技术实现逆变与整流，在DC／DC变换侧采用二重化形式。在提高最大充放电功率的同时，有效抑制了直流纹波。实验结果表明装置在直流侧与交流侧均得到较为理想的波形。关键词：储能电池；充放电机；

2、二重化中图分类号：TM9文献标识码：A文章编号：1000—100X(2013)07—0049—03DesignofCharging-dischargingDeviceUsinginStorageBatteryYAoJun(WuhanNaziLimitedCompanyofStateGridElectric['owerResearchInstitute，Wuhan430074，China)Abstract：Inordertomeetcharging—dischargingusingneedsofstoragebattery

3、，thispaperintroducesanewgrid．con．necteddevicethatusesaAC／DCandDC／DCdua1．classstructure．Spacevectorpulsewidthmodulation(SVPWM)te—chnologyisintroducedintothedevicetocompletetherectifierandinverter．ThedirectsideusingtheDC／DCconverterofinterleavingtype．Itincreasesthe

4、maximumchargeanddischargepowerandgreatlyreducestheDCripple．Experi—mentalresultsshowthattheoutputofACandDCcurrentgetabetterwaveform．Keywords：storagebattery；charging—dischargingdevice；dual-class1引言升降压电路接电池。电池与网侧能量可进行双向流动。充电时，三相交流电经变压器降压、LCL滤随着电池技术进步和电力电子器件性能提波器滤波，再

5、经SVPWM整流和Buck变换给电池升。如何利用电池储能技术成为新能源领域的重要充电；放电时，电池经Boost电路和SVPWM逆变、议题。充放电机作为储能电池的核心设备在电池LCL滤波器滤波，最后经由变压器将能量回馈电能与电能的相互转化中起决定作用。目前最常见网。为分析方便，将二重化直流升降压电路称为直的较大功率充电设备多采用三相相控或不控整流流侧，其余部分称作交流侧，两者分开讨论。方式，这会给电网带来大量低次谐波，严重污染供电电网。且电池充、放电大多采用两套独立装置．不仅浪费了资源，也极大增加了运行和维护费用为解决目前

6、充放电设备普遍存在的问题．在此介绍了一种储能电池用充放电机，采用并网逆一IGB二升重降化压直电流路上变与整流的双向结构．集充、放电于一体。该设备采用SVPWM技术和DC／DC二重化结构，在增加图1充放电机的主拓扑结构图一路升降压电路结构的情况下。成倍提高直流输Fig．1Themaintopologyofcharging-dischargingdevice入输出功率，大幅削弱直流纹波。3系统实现2工作原理3．1充放电机中的交流控制算法实现图1为充放电机主拓扑结构图。系统通过变为方便分析，简化变流结构，如图2所示。压器与电网

7、相连，再通过软启动电路、LCL滤波器和三相桥式IGBT模块相连，最后通过二重化直流D定稿日期：2013一Ol一15作者简介：姚俊(1983一)，男，湖北武汉人，硕士研究生，图2交流侧电路图研究方向为电力电子与电力传动、工业总线控制。Fig．2TheACsidecircuit49第47卷第7期电力电子技术Vo1．47，No．72013年7月PowerElectronicsJuly2013设三相交流系统各相电压为：由图可知．整流与逆变具有相同的控制过程。fu(∞f)：os(tot)，(cEJ￡)=os(tot一120。)，1

8、、只要将控制直流母线电压的PI环的输出耐【udv(tot)=UCmcOS(tot一240。)限定在正值范围，则交流电流会从电网流向直流母线，反之直流侧电能就会流向电网。通常情况下，q轴PI控制的目标参数给定值。耐=O，这使得设三相交流输入电流基波为：充放电机运行在功率因数为1的状态下。但在逆fia=lmCOS(tot