一种双模式的储能变流器样机研制

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双级式储能变流器装置研制

双级式储能变流器装置研制近年来，随着可再生能源的快速发展和广泛应用，储能技术成为解决能源供应和能源消纳的重要手段。

而储能变流器作为储能系统的核心装置之一，对于提高储能效率和稳定性具有关键作用。

为此，研制一种高效、可靠的双级式储能变流器装置成为了当今科研领域的热点之一。

双级式储能变流器装置是一种将传统的单级变流器拓展为两级结构的变流器装置。

它由两个级联的变流器组成，其中第一级变流器用于将电能从储能设备转换为直流电能，第二级变流器则将直流电能转换为交流电能供电网使用。

相比于传统的单级变流器装置，双级式储能变流器装置具有更高的效率和更好的稳定性。

为了解决双级式储能变流器装置中的关键问题，研究人员们进行了大量的实验和理论研究。

首先，他们对双级式储能变流器的拓扑结构进行了优化设计，以提高其转换效率和减小功率损耗。

其次，他们研发了一种新型的控制算法，以实现双级式储能变流器的高效运行和快速响应。

此外，研究人员还对关键元器件进行了优化选择，以提高装置的可靠性和寿命。

经过多年的努力，研究人员们终于成功地研制出了一种高效、可靠的双级式储能变流器装置。

该装置在实际应用中取得了良好的效果，具有较高的转换效率和稳定性。

同时，该装置还具备较高的适应性，可以适用于不同类型的储能设备和电力系统。

未来，双级式储能变流器装置将在能源储存和能源转换领域发挥重要作用。

它可以广泛应用于可再生能源发电、电动车充电等领域，提高能源利用效率，减少对传统能源的依赖。

此外，双级式储能变流器装置还可以为电力系统提供更好的稳定性和可靠性，提高电能质量和供电可靠性。

总之，双级式储能变流器装置的研制是当前能源领域的重要课题之一。

通过优化设计、控制算法和元器件选择等方面的研究，研究人员们成功地研制出了一种高效、可靠的装置。

未来，双级式储能变流器装置将在能源转换和储存方面发挥重要作用，促进可再生能源的大规模应用和推广。

双向储能变流器生产步骤

双向储能变流器生产步骤双向储能变流器是一种能够实现电能的双向转换和储能的装置，广泛应用于电力系统和新能源领域。

下面将介绍双向储能变流器的生产步骤。

一、设计与规划在生产双向储能变流器之前，首先需要进行设计与规划。

设计师根据客户需求和应用场景，确定变流器的功率、电压等参数，并进行电路设计和系统规划。

设计阶段需要考虑到变流器的效率、稳定性和安全性等方面的要求。

二、元器件采购设计与规划完成后，接下来是进行元器件的采购。

双向储能变流器所需的元器件包括功率器件、控制芯片、传感器、电容电感等。

生产厂商需要根据设计要求和性能指标选择合适的元器件，并与供应商进行合作，进行批量采购。

三、电路板制作在完成元器件采购后，需要进行电路板制作。

电路板是双向储能变流器的核心组成部分，承载着各种元器件和电路连接。

生产厂商会根据电路设计图，使用专业的电路板设计软件进行设计，并将设计图发送给电路板制造厂家进行制作。

四、组装与焊接电路板制作完成后，接下来是组装与焊接。

生产厂商会将采购到的元器件按照电路设计图的要求进行组装，并使用焊接技术固定元器件与电路板的连接。

组装与焊接过程需要保证质量和精度，避免焊接错误或接触不良导致电路故障。

五、软件编程与测试组装完成后，双向储能变流器需要进行软件编程与测试。

生产厂商会根据变流器的功能需求，编写控制程序，并通过编程工具将程序烧录到控制芯片中。

然后进行功能测试，验证变流器的正常工作状态，并进行性能测试，检测其在不同负载和工况下的性能表现。

六、调试与优化在测试过程中，如果发现双向储能变流器存在性能不佳、稳定性差等问题，生产厂商需要进行调试与优化。

通过调整控制参数、修改电路连接等方式，解决问题并提高变流器的性能和稳定性。

调试与优化过程需要经验丰富的工程师进行操作，并进行多次测试和验证。

七、质量检测与认证调试与优化完成后，双向储能变流器需要进行质量检测与认证。

生产厂商会进行严格的质量检测，包括电路板的绝缘电阻、耐压、温度等测试，以及整机的性能测试和可靠性测试。

双向储能变流器(1MW)[外观专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)外观设计专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201830750911.5
(22)申请日 2018.12.24
(73)专利权人北京能高自动化技术股份有限公
司
地址 100044 北京市海淀区上园村3号知行
大厦6层
(72)设计人孟宪国　张晓宁　
(74)专利代理机构北京正理专利代理有限公司
11257
代理人张磊
(51)LOC(12)Cl.
13-02
(54)使用外观设计的产品名称
双向储能变流器（1MW）
主视图
图片或照片 6 幅简要说明 1 页CN 305188014 S 2019.05.31
C N 305188014
S
主视图后视图左视图
右视图
俯视图
仰视图
外观设计图片或照片1/1页
CN 305188014 S
1．本外观设计产品的名称：双向储能变流器（1MW）；
2．本外观设计产品的用途：本外观设计产品用于储能系统中完成电池与电网中间环节能量的变换功能；
3．本外观设计产品的设计要点：在于产品的形状和图案的结合；
4．最能表明本外观设计设计要点的图片或照片：主视图。

简　要　说　明1/1页CN 305188014 S。

ESK储能双向变流器技术方案

ESK储能双向变流器技术方案为了应对能源危机和可再生能源的快速发展，储能系统在电力系统中起到了至关重要的作用。

储能双向变流器技术是实现储能系统高效运行的关键技术之一、本文将详细介绍ESK（Energy Storage Key）储能双向变流器的技术方案。

一、技术方案概述ESK储能双向变流器技术方案是一种用于能量储存系统的电力变换装置，主要用于将电池储存的直流能量转换为交流能量输出，同时将交流能量转换为直流能量进行储存。

该技术方案具有高效、可靠和灵活的特点，适用于各种能量储存系统和电力系统。

二、技术方案设计1.主电路设计ESK储能双向变流器技术方案的主电路采用双向拓扑结构，包括两个拓扑电路：正激变换器和反激变换器。

正激变换器将直流能量转换为交流能量，反激变换器将交流能量转换为直流能量。

这两个变换器通过直流电容连接并互相补充。

该设计使得能量的双向流动成为可能。

2.控制策略设计ESK储能双向变流器技术方案采用了先进的控制策略，包括双闭环控制、模块化控制和智能化控制。

双闭环控制同时对直流电压和交流电压进行控制，确保输入输出电压的稳定性和质量。

模块化控制将整个系统分为多个模块，每个模块都有独立的控制单元，提高了系统的可靠性和可扩展性。

智能化控制采用了先进的算法和自适应技术，根据系统的工作状态和负载变化进行实时调整，提高了系统的动态响应和运行效率。

3.智能管理系统设计ESK储能双向变流器技术方案还包括智能管理系统，用于监测、优化和管理整个储能系统的运行。

该管理系统配备了多种传感器和数据采集设备，可以实时监测储能系统的电压、电流、温度和状态等参数。

同时，智能管理系统还可以通过与电力系统的交互，根据电力系统的负载变化和能源需求进行智能调整和优化，以实现对储能系统的最佳管理和利用。

三、技术方案优势1.高效性：ESK储能双向变流器技术方案通过先进的控制策略和智能化管理系统，实现了高效能的能量转换和管理。

相比于传统变流器技术，能量转换效率提高了一倍以上。

一种电流源型双向储能变流器设计

一种电流源型双向储能变流器设计韩涵;李锐华;胡波;胡浩【摘要】针对电压源型AC-DC储能变流器存在低压调节范围小、电流纹波大的问题,本文设计了一种三相电流源型AC-DC变换器与特殊的隔离型DC-DC变换器相结合的两级式储能变流器.基于DSP TMS320F28335和SVPWM控制策略实现了对该变流器的数字化控制,最后通过试验验证了电路拓扑和控制策略的可行性和有效性.【期刊名称】《电气技术》【年(卷),期】2017(000)010【总页数】6页(P16-20,26)【关键词】储能变流器;电流源型变换器;空间矢量调制【作者】韩涵;李锐华;胡波;胡浩【作者单位】同济大学电气工程系,上海201804;同济大学电气工程系,上海201804;同济大学电气工程系,上海201804;同济大学电气工程系,上海201804【正文语种】中文环境污染和能源危机问题的日益严峻促使分布式新能源发电在我国发电能源结构中所占的比例逐年增加，然而分布式新能源发电系统易随环境波动、难以预测的特性对电网的电压稳定、可靠性和电能质量产生影响[1-4]。

电池储能系统作为一种能量存储媒介，具有双向功率能力和灵活调节特性，可以有效改善可再生能源发电功率波动性与间歇性，对电网带来的负面影响，提高电网对分布式新能源的接纳能力，因此具有广阔的应用前景[5-8]。

储能变流器作为电池储能系统中关键部件之一，可将不同种类电池存储的直流能量转换为符合相应标准的交流电能。

长期以来，电压型储能变流器以其较低的损耗、简单的结构及控制等优点在电池储能系统中得到了广泛的应用[9]。

但是电压型变换器从交流侧到直流侧具有升压特性，导致其在低压范围内调节范围小，如需满足系统宽范围电压输出的要求，电压型AC-DC变换器还需额外的DC-DC降压电路[10]。

而且电压型变换器直流侧输出电流纹波大，蓄电池对电流纹波非常敏感，电流纹波过大会对电池的使用寿命造成严重损害[11]。

双向储能系统DCDC变换器设计

双向储能系统DC/DC变换器设计本报告设计了双向储能系统DC-DC变换器，并基于计算机仿真PSCAD软件进行了仿真，器变换器拓扑如图1(a)所示，其中左侧为低压侧，接储能电池，右侧为高压侧，接负载与分布式电源，变换器电感为5mH，高压侧稳压电容为3000M f开关频率为6000Hz。

变换器控制策略采用双闭环定电压控制，外环为电压环，内环为电流环，从而起到稳定高压侧电压的作用，如图1(b)所示。

图1(a)变换器拓扑图1(b)变换器控制策略1低压侧：V dc 35-50V；电流纹波＜3% (满载充电工况下)由于锂离子电池电压会随着SOC波动，其波动范围为35-50V，因此首先需要对锂离子电池进行建模。

查阅文献可知，可使用单变量函数描述锂离子电池SOC与电池端电压之间的关系。

由于当SOC为0时，电池端电压为35V；当SOC为1时，电池端电压为50V，因此利用典型的单变量函数可以得到本文中锂离子电池的数学模型，即u t = 10.345(-1.031ef SOC + 3.685 + 0.2156SOC—0.1178SOC2 + 0.3201SOC3) + 7.544 (1)根据模型可以得到PSCAD锂离子电池模型如图2所示。

仿真可得其SOC-电压特性曲线如图3所示。

其中u in 为低压侧输入电压，u out 为高压侧输出电压，T 为开关周期，L 为电感满载时电流最大值为因此有 u in (u out - u in )T < 28.57 X 0.03 = 0.8571A 2u L out 由(2)可知当u in 最小时，电流纹波有最大值，u in =35V 代入可得L > 0,0031 H因此L 取5mH 可以满足要求，其电流纹波的仿真波形如图4所示，可以看出电流纹波不到0.7A ，满足要求。

u dT—in ------2L Uu (1 — —in-)T in u ------------------- out ------- 2L u (u .- u ) T in out in 一 T 2u L (2) 1000W = 28.57A max 35V (3)(4)(5) 611而雷、-蝎--a -Width 图3锂离子电池SOC-电压特性曲线由按秒特性原理，可知电流纹波与高低压侧电压及电感有关，可以得到稳态下的电感电流纹波为图2 PSCAD 锂离子电池模型Nain . X¥ PintG.MG -R —।--------------&.00 0.20Y cac-mnaie川ntn 网》Aperture 4fl.C'COs 1.137a Positicn O.C'OQC.3&CC.U4C'CJSCCJZCC.U1C图4电感电流纹波2高压侧：V d c400V；电压纹波＜2%（满在放电工况下）直流母线电容有滤波和稳压功能，根据参考文献中实际工程的经验值，取稳压电容为1000〃f其高压侧稳压电容纹波如图5所示，可以看出母线电压纹波约为0.15V,占比约为0.0375%，完全满足要求。

一种双向储能变流器[实用新型专利]

专利名称：一种双向储能变流器专利类型：实用新型专利
发明人：邹传泉
申请号：CN201520490613.8申请日：20150709
公开号：CN204810170U
公开日：
20151125
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及电力装置技术领域，尤其是一种双向储能变流器。

它包括第一全桥变换模块、第二全桥变换模块和第三全桥变换模块，第一全桥变换模块的输入端与电网相连、输出端连接于第二全桥变换模块的输入端，第二全桥变换模块的输出端通过高频隔离变压器连接于第三全桥变换模块的输入端，第三全桥变换模块的输出端与储能电池相连。

本实用新型通过对结构的拆解可实现对变流器的不同控制方式，使得整个变流器的控制方式极为灵活；其结构简单、扩展功能强，具有很强的实用价值。

申请人：北京锦能伟业能源科技有限公司
地址：100085 北京市海淀区安宁庄路4号无忧港科技园22号楼
国籍：CN
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ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＤｕａｌ — ＭｏｄｅＥｎｅｒｇｙＳｔｏｒａｇｅＣｏｎｖｅｒｔｅｒＰｒｏｔｏｔｙｐｅ
ＳＨＩＳｈａｎ — ｓｈａｎ，ＣＨＥＮＣｈａｎｇ — ｘｉ。，ＹＵＷｅｎ — ｌｉｅ。，ＬＩＵＳｈｕ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｃｏｎｖｅｒｔｅｒｈａｓｂｅｅｎｕｎａｂｌｅｔｏｍｅｅｔｄｅｍａｎｄｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎａｎｄｍｉｃｒｏ－ｇｒｉｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｆｏｃｕｓｅｓｏｎｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｃｏｎｖｅｒｔｅｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｂｙａｃｈｉｅｖｉｎｇｍａｉｎｃｉｒｃｕｉｔｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｄｕａｌ－ｍｏｄｅｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｉｎｖｅｒｔｅｒｗｉｔｈｂｏｔｈｉｎ－ｇｒｉｄａｎｄｏｆｆ－ｇｒｉｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎ
（ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２ＤＳＰ）ａｓｔｈｅｃｏｒｅｃｏｎｔｒｏｌｃｈｉｐ．ａ２０ｋＷｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｃｏｎｖｅｒｔｅｒｐｒｏｔｏｔｙｐｅｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓ
ａｎｄｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｈｅｉｎ－ｇｒｉｄ／ｏｆｆ－ｇｒｉｄｍｏｄｅｓｗｉｔｃｈｉｎｇａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙ．Ｗｉｔｈｄｉｇｉｔａｌｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｏｒ
摘要：随着电力系统中分布式发电及微电网技术的广泛应用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，传统的储能变流器无法满足需求。针对储能
变流器进行研究，获得一级拓扑变换双模式储能变流器的主电路拓扑结构，同时具备并网运行以及离网运行
第３６卷第２期
２０１５年４月
电力与能源
２４７
一
种双模式的储能变流器样机研制
时珊珊，陈常曦，于文杰，刘舒
（１．国网上海电科院，上海２００４３７；２．许继电源有限公司，许昌４６１０００）
网／Ｎ网模式转换时间短，具有较好推广价值。
关键词：储能变流器；一级变换拓扑；模式转换；ＤＳＰ
作者简介：时珊珊（１９８５），女，博士，主要从事新能源发电、微网与储能关键技术。中圈分类号：ＴＭ４６１文献标志码：Ａ文章编号：２０９５ —１２５６（２０１５）０２ —０２４７ —０５
功能，确定了并网／离网模式转换策略及控制策略。以数字信号处理器（ＴＭｓ３２ＯＦ２８ｌ２ＤＳＰ）作为核心控制芯片，研制了一台功率为２０ｋＷ储能变流器样机。结果表明，该储能变流器动态响应快、充放电电流谐波小、并
（１．ＳｔａｔｅＧｒｉｄＳｈａｎｇｈａｉＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＳＭＥＰＣ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００４３７，Ｃｈｉｎａ；
２．ＸｕｊｉＰｏｗｅｒＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｕｃｈａｎｇ４６１０００，Ｃｈｉｎａ）
ｓｈｏｗｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｅｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｑｕｉｃｋｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅ，ｓｍａｌｌｃｈａｒｇｅ／ｄｉｓｃｈａｒｇｅｃｕｒ — ｒｅｎｔｈａｒｍｏｎｉｃ，ｓｈｏｒｔｉｎ－ｇｒｉｄ／ｏｆｆ－ｇｒｉｄｍｏｄｅｓｗｉｔｃｈｉｎｇｔｉｍｅ，ａｎｄｔｈｅｒｅｆｏｒｅｇｒｅａｔｐｒｏｍｏｔｉｏｎｖａｌｕｅ．