一种储能变流器的充放电控制电路、方法及用电设备与流程

本发明涉及电路设计，具体涉及一种储能变流器的充放电控制电路、方法及用电设备。

背景技术：

1、电力系统最重要的任务是向负荷安全可靠供电，而负荷是随时间波动的，储能对于电力行业的作用可以说是颠覆性的。储能系统具有随机性、波动性、间歇性的特点，在某种程度上有助于电网时时保持电力的供需平衡。当无法通过常规电源(水电、火电、核电、气电等)自身调节平抑新能源出力的波动，需要配置一定量的储能来增强电源的调节能力。

2、储能系统和电网电能的电之所以能双向转换，是因为拥有储能变流器，简称pcs，又称储能逆变器，储能变流器是储能系统核心器件，相当于人体的心脏。

3、储能变流器是一种双向储能逆变器，可控制储能系统的充电和放电过程，进行交直流的变换，既可把储能系统的直流电逆变成交流电，输送给电网或者给交流负荷使用；也可把电网的交流电整流为直流电，给储能系统充电。

4、pcs由igbt(绝缘栅双极型晶体管)、pcb板(印刷电路板)、电线电缆等硬件组成，其主要功能包括平抑功率、信息交互、保护等，pcs决定了输出电能质量和动态特性，也很大程度影响电池的使用寿命。

5、相关技术提出基于交流侧功率检测，能快速稳定地控制直流充放电电流，节省直流环节电流传感器和采样电路。这种设计方法会导致直流侧充电缺少保护，在pcs充电的过程中电流传感器实时监测输入电流，若突发异常情况电流超出给定值，由于没有电流传感器，不能及时的进行过流保护，会造成igbt模块损坏。

6、相关技术还提出采用获取储能变流器的充放电电压限制值、充放电电流限制值、恒功率给定值，以及电网电压和电池的当前电压和当前电流；根据充放电电压限制值和电池的当前电压、根据恒功率给定值和电网电压、根据充放电电流限制值和电池的当前电流，确定储能变流器在充放电状态下的流限制值，对储能变流器的充放电状态进行控制。这种设计固然不会产生功率过大电阻过热的问题，但是限制了电流就会使充放电变得很缓慢，大大影响使用体验，这也是本技术要要解决的问题。

7、在三电平pcs(储能变流器)的直流母线回路中有着最大1000v的高电压，因此在正常运行时电阻要有足够大的阻值和功率才不会过热。但是在充放电过程中如果电阻过大也会导致放电过慢，同时会产生充放电过热的问题。

8、在传统的充放电回路中，都是板载的水泥电阻为主，存在的问题主要是水泥电阻功率小，在充放电的过程中都会过热，如果增加阻值就会导致充放电时间很慢，非常影响使用体验。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种储能变流器的充放电控制电路、方法及用电设备，以解决相关技术中储能变流器的充放电采用板载的水泥电阻为主，充放电过程缓慢，且容易造成过热的问题。

2、为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：

3、根据本发明的第一方面，提供了一种储能变流器的充放电控制电路，包括：连接在直流母线正输入端和中点之间的第一直流电容组，及，连接在直流母线负输入端和中点之间的第二直流电容组，还包括：

4、第一充放电回路，连接在直流母线正输入端和中点之间，其上串联有多个铝壳电阻；

5、第二充放电回路，连接在直流母线负输入端和中点之间，其上串联有多个铝壳电阻；

6、控制器，用于根据充放电过程，控制第一充放电回路和第二充放电回路接入不同数量的铝壳电阻。

7、优选地，所述第一充放电回路包括：

8、第一主回路，连接在直流母线正输入端和第一直流母线电容组之间；

9、第一充电回路，并联在第一主回路两端，其上串联有铝壳电阻；

10、第一放电回路，其一端与所述第一充电回路相连，复用第一充电回路的铝壳电阻，另一端与中点相连。

11、优选地，所述第一主回路上设置有第一继电器；所述第一充电回路上设置有串联的第二继电器和第一数量的铝壳电阻；

12、所述第一放电回路上设置有串联的第三继电器和第二数量的铝壳电阻；所述第一放电回路的一端连接在所述第二继电器和所述第一数量的铝壳电阻的第一个铝壳电阻之间，另一端与中点相连；

13、所述第一继电器、第二继电器和第三继电器分别与所述控制器相连。

14、优选地，所述第二充放电回路包括：

15、第二主回路，连接在直流母线负输入端和第二直流母线电容组之间；

16、第二充电回路，并联在第二主回路两端，其上串联有铝壳电阻；

17、第二放电回路，其一端与所述第二充电回路相连，复用第二充电回路的铝壳电阻，另一端与中点相连。

18、优选地，所述第二主回路上设置有第四继电器；所述第二充电回路上设置有串联的第五继电器和第一数量的铝壳电阻；

19、所述第二放电回路上设置有串联的第六继电器和第二数量的铝壳电阻；所述第二放电回路的一端连接在所述第五继电器和所述第一数量的铝壳电阻的第一个铝壳电阻之间，另一端与中点相连；

20、所述第四继电器、第五继电器和第六继电器分别与所述控制器相连。

21、优选地，所述电路，还包括：

22、所述直流母线正输入端和第二继电器之间连接有第一二极管；和/或，

23、所述直流母线负输入端和第五继电器之间连接有第二二极管。

24、优选地，所述第一数量为两个，所述第二数量为三个。

25、根据本发明的第二方面，提供了一种储能变流器的充放电控制方法，包括：

26、根据充放电过程，控制第一充放电回路和第二充放电回路接入不同数量的铝壳电阻。

27、优选地，所述根据充放电过程，控制第一充放电回路和第二充放电回路接入不同数量的铝壳电阻，包括：

28、若为充电过程，控制第一数量的铝壳电阻接入到直流母线正输入端和中点之间，同时控制第一数量的铝壳电阻接入到直流母线负输入端和中点之间；

29、若为放电过程，控制第一数量和第二数量的铝壳电阻接入到直流母线正输入端和中点之间，同时控制第一数量和第二数量的铝壳电阻接入到直流母线负输入端和中点之间。

30、优选地，所述控制第一数量的铝壳电阻接入到直流母线正输入端和中点之间，同时控制第一数量的铝壳电阻接入到直流母线负输入端和中点之间，具体为：

31、控制第一继电器和第三继电器断开，第二继电器闭合，使得第一充电回路上的第一数量的铝壳电阻接入到直流母线正输入端和中点之间；

32、控制第四继电器和第六继电器断开，第五继电器闭合，使得第二充电回路上的第一数量的铝壳电阻接入到直流母线负输入端和中点之间。

33、优选地，所述控制第一数量和第二数量的铝壳电阻接入到直流母线正输入端和中点之间，同时控制第一数量和第二数量的铝壳电阻接入到直流母线负输入端和中点之间，具体为：

34、控制第二继电器断开，第一继电器和第三继电器闭合，使得第一充电回路上的第一数量的铝壳电阻和第一放电回路上的第二数量的铝壳电阻接入到直流母线正输入端和中点之间；

35、控制第五继电器断开，第四继电器和第六继电器闭合，使得第二充电回路上的第一数量的铝壳电阻和第二放电回路上的第二数量的铝壳电阻接入到直流母线负输入端和中点之间。

36、根据本发明的第二方面，提供了一种储能变流器，包括：

37、上述的储能变流器的充放电控制电路。

38、根据本发明的第三方面，提供了一种用电设备，包括：

39、上述的储能变流器。

40、本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

41、通过在第一充放电回路和第二充电回路中安装多个铝壳电阻，使用大功率铝壳电阻可以加快充放电时间，并且不会产生过热问题，解决了现有技术的充放电回路中，都是板载的水泥电阻为主，功率小，在充放电的过程中都会过热，如果增加阻值就会导致充放电时间很慢，非常影响使用体验的问题。