高頻兆瓦級雙向變流器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用實(shí)施例公開了一種高頻兆瓦級雙向變流器，包括交流濾波器、隔離變壓器、交流輔助接觸器、緩沖電阻軟啟動系統(tǒng)、LC濾波儲能器、三相全橋IGBT主功率交流電路、直流濾波器和直流軟啟動系統(tǒng)。采用本實(shí)用，能有效調(diào)控智能電網(wǎng)中的電力資源，消除晝夜間峰谷差，有效降低輸出波形畸變率，平滑負(fù)荷，保障電網(wǎng)安全，同時(shí)還能使與之連接的電氣設(shè)備能保持連續(xù)運(yùn)行的狀態(tài)，避免電網(wǎng)失電損害設(shè)備造成用戶的巨大經(jīng)濟(jì)損失的問題。
【專利說明】局頻兆瓦級雙向變流器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用涉及一種雙向變流器，尤其涉及一種高頻兆瓦級雙向變流器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的雙向變流器的功率普遍都較小，無法做到兆瓦級，只能帶動小型的用電負(fù)荷，對于大型的廠區(qū)用電負(fù)荷的儲能來說，只能通過將多臺逆變器并聯(lián)，才能提升功率，但是難以保證多臺逆變器輸出的一致性。對于大功率負(fù)載，因瞬間電流過大出現(xiàn)損壞設(shè)備的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。同時(shí)此種雙向變流器不具備并網(wǎng)運(yùn)行與孤島運(yùn)行之間進(jìn)行切換的模式，即在交流側(cè)電網(wǎng)故障時(shí)，雙向變流器將失電，不具備EPS應(yīng)急功能，容易導(dǎo)致精密設(shè)備損壞，給用戶帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種高頻兆瓦級雙向變流器，能有效調(diào)控智能電網(wǎng)中的電力資源，消除晝夜間峰谷差，有效降低輸出波形畸變率，平滑負(fù)荷，保障電網(wǎng)安全，同時(shí)還能使與之連接的電氣設(shè)備能保持連續(xù)運(yùn)行的狀態(tài)，避免電網(wǎng)失電損害設(shè)備造成用戶的巨大經(jīng)濟(jì)損失的問題。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用實(shí)施例提供了一種高頻兆瓦級雙向變流器，包括交流濾波器、隔離變壓器、交流輔助接觸器、緩沖電阻軟啟動系統(tǒng)、LC濾波儲能器、三相全橋IGBT主功率交流電路、直流濾波器和直流軟啟動系統(tǒng)；所述交流濾波器與所述隔離變壓器的一次側(cè)連接；所述交流輔助接觸器與緩沖電阻軟啟動系統(tǒng)并聯(lián)后，與所述隔離變壓器的二次側(cè)連接；所述交流輔助接觸器的輸出端與所述LC濾波儲能器連接:所述LC濾波儲能器經(jīng)過二次濾波后接入所述三相全橋IBGT主功率交流電路，輸出直流端接入所述直流濾波器；所述直流濾波器的輸出端與所述直流軟啟動系統(tǒng)連接。
[0005]對于上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述三相全橋IGBT主功率交流電路包括控制模塊、保護(hù)模塊、驅(qū)動模塊、信號轉(zhuǎn)換模塊和電源模塊；所述電源模塊與所述控制模塊、保護(hù)模塊、驅(qū)動模塊和信號轉(zhuǎn)換模塊分別連接，用于提供各模塊的電力來源；所述保護(hù)模塊和驅(qū)動模塊分別與所述信號轉(zhuǎn)換模塊連接，所述信號轉(zhuǎn)換模塊與所述控制模塊連接；所述保護(hù)模塊和驅(qū)動模塊用于采集各路模擬量，然后通過信號轉(zhuǎn)換模塊將采集的模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號輸入所述控制模塊；所述控制模塊通過DSP運(yùn)算后的輸出信號再一次通過信號轉(zhuǎn)換模塊接入保護(hù)模塊和驅(qū)動模塊。
[0006]對于上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述控制模塊采用的是美國TI公司的DSP芯片；所述保護(hù)模塊、驅(qū)動模塊和信號轉(zhuǎn)換模塊的機(jī)芯采用的是德國西門康的芯片。
[0007]對于上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述隔離變壓器包括并網(wǎng)輸出模塊。
[0008]對于上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述隔離變壓器為反激電源隔離變壓器。
[0009]對于上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述交流濾波器采用SPWM脈寬調(diào)制技術(shù)。
[0010]對于上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述高頻兆瓦級雙向變流器還設(shè)有通訊接口。[0011 ] 對于上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述通訊接口包括CAN通訊接口、以太網(wǎng)通訊接口和RS485通訊接口。
[0012]實(shí)施本實(shí)用實(shí)施例，具有如下有益效果:
[0013](I)有效的調(diào)控電網(wǎng)中的電力資源，消除晝夜間的峰谷差；
[0014](2)有效的電網(wǎng)的輸出波形畸變率，使得負(fù)荷平滑，從而保證電網(wǎng)的安全；
[0015](3)有效的使得電氣設(shè)備能保持連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，避免因電網(wǎng)失電造成損害電器設(shè)備的問題，從而也就不會給用戶造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用所述的高頻兆瓦級雙向變流器在實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)框圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型所述的高頻兆瓦級雙向變流器在實(shí)施例中的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本實(shí)用的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0019]如圖1所示，本實(shí)用所述的高頻兆瓦級雙向變流器，包括交流濾波器1、隔離變壓器2、交流輔助接觸器3、緩沖電阻軟啟動系統(tǒng)4、LC濾波儲能器5、三相全橋IGBT主功率交流電路6、直流濾波器7和直流軟啟動系統(tǒng)8。如圖2所示，三相交流電通過斷路器接入所述交流濾波器I，所述交流濾波器I與所述隔離變器2的一次側(cè)連接；所述交流輔助接觸器3與緩沖電阻軟啟動系統(tǒng)4并聯(lián)后，與所述隔離變壓器2的二次側(cè)連接；所述交流輔助接觸器3的輸出端與所述LC濾波儲能器5連接:所述LC濾波儲能器5經(jīng)過二次濾波后接入所述三相全橋IBGT主功率交流電路6，輸出直流端接入所述直流濾波器7 ;所述直流濾波器7的輸出端與所述直流軟啟動系統(tǒng)8連接，所述直流軟啟動系統(tǒng)8的輸出端則連接蓄電池。
[0020]其中所述交流濾波器I采用了 SPWM脈寬調(diào)制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了三相電壓的全控交流，逆變后將所述LC濾波儲能器5后，輸出正弦波，功率因素接近I ;所述隔離變壓器2包括并網(wǎng)輸出模塊21，采用的是反激電源隔離變壓器，安全可靠，并且還降低了隔離變壓器的損耗；所述LC儲能濾波器5濾波效果徹底，從而大大提高了電網(wǎng)電能的質(zhì)量；所述三相全橋IGBT主功率交流電路6負(fù)責(zé)將直流電逆變成三相輸出的交流電，包括控制模塊61、保護(hù)模塊62、驅(qū)動模塊63、信號轉(zhuǎn)換模塊64和電源模塊65，所述控制模塊61采用的是美國TI公司生產(chǎn)的32位專用DSP芯片；所述保護(hù)模塊62、驅(qū)動模塊63、信號轉(zhuǎn)換模塊64都是德國西門康生產(chǎn)的，可靠性極高。
[0021]本實(shí)用所述的高頻兆瓦級雙向變流器，設(shè)置有通訊接口 9，可以是CAN通訊接口91，也可以是以太網(wǎng)通訊接口 92，還可以是RS485通訊接口 93，S卩采用了開放式的IEC61850通訊規(guī)約，從而為上位機(jī)進(jìn)行監(jiān)控、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視提供了保障。
[0022]本實(shí)用所述高頻兆瓦級雙向變流器，屬于一種數(shù)字鎖相閉環(huán)相位控制系統(tǒng)，相位和頻率自動與電網(wǎng)跟蹤一致，電流諧波含量低，對電網(wǎng)無污染，無沖擊，同時(shí)實(shí)現(xiàn)逆變并網(wǎng)均流閉環(huán)控制，即自主均流控制，可控可調(diào)，具有全方位的自我檢測和保護(hù)功能以及完善的驅(qū)動保護(hù)方案，在出現(xiàn)系統(tǒng)故障時(shí)能立即停止并網(wǎng)運(yùn)行，具有EPS應(yīng)急功能，保證系統(tǒng)的絕對安全。整個(gè)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)緊湊，最大效率達(dá)高達(dá)96%以上，并實(shí)現(xiàn)了并網(wǎng)/獨(dú)立雙工作模式，從而才使得交流側(cè)電網(wǎng)故障時(shí)，該系統(tǒng)可由并網(wǎng)運(yùn)行切換至孤島運(yùn)行模式，切換時(shí)間不超過8ms，在微網(wǎng)中起到應(yīng)急供電作用，并在電網(wǎng)故障消除后自動并網(wǎng)，從而使得設(shè)備能保持持續(xù)運(yùn)行，避免電網(wǎng)失電損害設(shè)備，也就避免了用戶的經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)，應(yīng)用與電網(wǎng)削峰填谷，即在谷電價(jià)時(shí)儲能，峰電價(jià)時(shí)放電的運(yùn)行模式，從而減少了峰谷差，提高了電網(wǎng)質(zhì)量。另外，本實(shí)用所述的聞?lì)l兆瓦級雙向變流器，能夠支持國歌兆瓦級的聞?lì)l兆瓦級雙向變流器任意組合，組成更大容量的微網(wǎng)系統(tǒng)。
[0023]本實(shí)用所述的高頻兆瓦級雙向變流器，能夠?qū)﹄娋W(wǎng)電能質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化控制，還可應(yīng)用于電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻、智能電網(wǎng)的后備電源、調(diào)節(jié)新型能源發(fā)電的延續(xù)性和穩(wěn)定性。實(shí)際使用過程中，主要應(yīng)用于微網(wǎng)分布式電源儲能電站、大型儲能電站、新能源一體化電站的儲能環(huán)節(jié)中。
[0024]以上所描述的僅為本實(shí)用一種較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本實(shí)用之權(quán)利范圍，因此依本實(shí)用權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本實(shí)用所涵蓋的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高頻兆瓦級雙向變流器，其特征在于: 包括交流濾波器、隔離變壓器、交流輔助接觸器、緩沖電阻軟啟動系統(tǒng)、LC濾波儲能器、三相全橋IGBT主功率交流電路、直流濾波器和直流軟啟動系統(tǒng)； 所述交流濾波器與所述隔離變壓器的一次側(cè)連接； 所述交流輔助接觸器與緩沖電阻軟啟動系統(tǒng)并聯(lián)后，與所述隔離變壓器的二次側(cè)連接； 所述交流輔助接觸器的輸出端與所述LC濾波儲能器連接: 所述LC濾波儲能器經(jīng)過二次濾波后接入所述三相全橋IBGT主功率交流電路，輸出直流端接入所述直流濾波器； 所述直流濾波器的輸出端與所述直流軟啟動系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻兆瓦級雙向變流器，其特征在于: 所述三相全橋IGBT主功率交流電路包括控制模塊、保護(hù)模塊、驅(qū)動模塊、信號轉(zhuǎn)換模塊和電源模塊； 所述電源模塊與所述控制模塊、保護(hù)模塊、驅(qū)動模塊和信號轉(zhuǎn)換模塊分別連接，用于提供各模塊的電力來源； 所述保護(hù)模塊和驅(qū)動模塊分別與所述信號轉(zhuǎn)換模塊連接，所述信號轉(zhuǎn)換模塊與所述控制模塊連接； 所述保護(hù)模塊和驅(qū)動模塊用于采集各路模擬量，然后通過信號轉(zhuǎn)換模塊將采集的模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號輸入所述控制模塊； 所述控制模塊通過DSP運(yùn)算后的輸出信號再一次通過信號轉(zhuǎn)換模塊接入保護(hù)模塊和驅(qū)動模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高頻兆瓦級雙向變流器，其特征在于: 所述控制模塊采用的是美國TI公司的DSP芯片； 所述保護(hù)模塊、驅(qū)動模塊和信號轉(zhuǎn)換模塊的機(jī)芯采用的是德國西門康的芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻兆瓦級雙向變流器，其特征在于: 所述隔離變壓器包括并網(wǎng)輸出模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高頻兆瓦級雙向變流器，其特征在于: 所述隔離變壓器為反激電源隔離變壓器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻兆瓦級雙向變流器，其特征在于: 所述交流濾波器采用SPWM脈寬調(diào)制技術(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻兆瓦級雙向變流器，其特征在于: 還設(shè)有通訊接口。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高頻兆瓦級雙向變流器，其特征在于: 所述通訊接口包括CAN通訊接口、以太網(wǎng)通訊接口和RS485通訊接口。
【文檔編號】H02J3/38GK203415984SQ201320491608
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月13日
【發(fā)明者】蔡宗光, 林雪紅, 廖上泉, 史章哲 申請人:深圳市光輝電器實(shí)業(yè)有限公司