一种用于储能系统直流空调供电装置及其控制方法与流程

本发明属于储能系统供电，具体的说是一种用于储能系统直流空调供电装置及其控制方法。

背景技术：

1、储能作为构建新型电力系统的重要支撑，对改善新能源电源的系统友好性、改善负荷需求特性、推动新能源大规模高质量发展起着关键作用。随着储能电站的陆续建设，储能系统的辅助用电功率越来越大，要求对供电的可靠性也在不断提高；其中，储能系统的辅助用电主要用于舱内的空调负荷。

2、目前储能系统辅助电源接口均为外部供电方式，通过pcs升压一体装置辅助变供电或外接箱式变压器供电，电源受外部环境影响因素大，供电可靠性无法得到保证；其供电方式主要有pcs升压一体装置辅助变供电和外接箱式变压器供电两种方式：方案一：pcs升压一体装置辅助变供电，利用该装置的690v电压等级，用1台690v/400v降压变压器供电；方案二：外接箱式变压器供电方式，在储能电站设置1台箱式变压器，通过储能电站周边的10kv环网柜或水泥杆，利用10kv/0.4kv降压变压器供电。

3、目前现有技术中，在储能设备运行前，储能系统内的空调需提前启动，由于储能电池系统数量多，若同时启动，功率大，电站内的若无外接电源或外接电源容量小，将导致储能系统空调提前运行困难；常规储能系统空调供电均采用交流供电方式，而交流电源需通过变压器降压转换，电源每转换一次都存在一定的电能损失，转换次数越多，导致电源传递效率低，造成电能的浪费；储能系统用的交流空调供电由外部电源供电，通过设备转换后，通过电缆连接，连接点增加，从而间接性增加了供电故障率，可靠性得不到保障；储能系统本身的输出的电源为直流电源，传统的交流空调无法兼容直流使用技术。

4、为此，本发明提供一种用于储能系统直流空调供电装置及其控制方法。

技术实现思路

1、为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种用于储能系统直流空调供电装置，包括：

3、直流空调；

4、储能系统单元；

5、外部电源接口；

6、供电单元；

7、所述供电单元包括buck变换器、buck变换器闭环控制电路和桥式整流电路；所述buck变换器的输入端电性连接储能系统单元直流母线；所述buck变换器的输出端电性连接直流空调；所述外部电源接口电性连接在桥式整流电路的一端；

8、所述供电单元还包括多个供电控制开关单元，每个所述供电控制开关单元均连接在直流空调的供电回路中；

9、所述buck变换器的功率电路部分由输入电压、mosfet开关管、续流二极管、电感、电容以及负载电阻组成。

10、优选的，所述mosfet开关管场效应电阻值设为0.1ω，电压值设为0.0001v，vin为输入端，vc为控制信号端，sw为输出端，所述mosfet开关管用于buck变换器的核心部件。

11、优选的，所述续流二极管电阻值设为0.001ω，电压值设为0.8v，所述续流二极管用于为反向电动势提供耗电通路。

12、优选的，所述电感的电流峰值设为平均电感电流的40％，所述电感用于决定变换器ccm连续导通模式和dcm非连续导通模式的差异。

13、优选的，所述电容采用陶瓷电容，电容为2f，所述电容影响输出纹波的大小。

14、优选的，所述buck变换器闭环控制电路包括控制单元，所述控制单元分为电压控制回路和电流控制回路，所述电压控制回路包括误差放大器，pwm比较器，功率开关驱动器及采样网络。

15、优选的，所述桥式整流电路包括变压器和四个二极管，所述二极管设置续流单向二极管。

16、一种用于储能系统直流空调供电控制方法，优选的，该控制方法包括以下步骤：

17、s1：通过将储能系统单元的直流母线的电压输入至buck变换器；

18、s2：buck变换器在工作时，当vin输入电压为dc1000～1500v时，vc提供脉冲信号，脉冲信号为高电平时，mosfet开关管导通，sw的电位为dc1000～1500v，续流二极管反向截止，输入电压向电感充电，电感以磁场的形式储存能量，电感电流线性上升，同时电感电流对电容充电，并向负载电阻提供电流，电路工作在充电状态；脉冲信号变为低电平时，mosfet开关管截止，续流二极管正偏，电感、电容释放储存的能量，电流流经负载通过续流二极管形成回路，电感电流线性减小，电路工作在续流状态；

19、s3：通过桥式整流电路，若储能装置本体无电源时，由于直流空调需求功率低，可采用电站内的临时电源供电；

20、s4：通过供电单元将储能系统单元直流母线提供的dc1500v变换为直流空调所需要的dc750v。

21、本发明的有益效果如下：

22、1.本发明所述的一种用于储能系统直流空调供电装置及其控制方法，通过依托储能系统单元自身的直流电源，将传统的交流空调替换为直流空调系统，根据储能系统单元输出的电压和直流空调的运行电压，开发一种储能系统用的直流空调供电装置及控制，实现通过储能系统自身的电源供电到直流空调系统，该控制装置引入直流空调的应用，利用储能系统单元自身的直流母线供电，实现了供电电源不再完全受外部电源限制以及pcs升压一体机辅助变的容量限制；另外减少了储能系统电源与pcs升压一体机或箱式变压器的电缆连接，减少了因外部故障引起的停电概率，增加了供电的可靠性。

23、2.本发明所述的一种用于储能系统直流空调供电装置及其控制方法，通过减少空调系统与外部设备的连接，直流供电装置安装于储能系统本体不与外部电源连接，若储能装置本体无电源时，由于直流空调需求功率低，可采用电站内的临时电源供电。

24、3.本发明所述的一种用于储能系统直流空调供电装置及其控制方法，通过直流空调技术的使用，减少了电源的转换，提高了电能的使用效率，从而实现节能降耗的目的，同时直流空调噪声低，减少了周边的噪声污染。

25、4.本发明所述的一种用于储能系统直流空调供电装置及其控制方法，通过设置mosfet开关管，当vin输入电压为dc1000～1500v，vc提供脉冲信号，脉冲信号为高电平时，mosfet开关管导通，sw点的电位为dc1000～1500v，续流二极管反向截止，输入电压向电感充电，电感以磁场的形式储存能量，电感电流线性上升；同时电感电流对电容充电，并向负载电阻提供电流，电路工作在充电状态；脉冲信号变为低电平时，mosfet开关管截止，续流二极管正偏；电感、电容释放储存的能量，电流流经负载通过续流二极管形成回路，电感电流线性减小，电路工作在续流状态，当脉冲信号又变为高电平时，mosfet开关管重新导通，电路进入新一周期的充电状态，重复上述过程。

技术特征：

1.一种用于储能系统直流空调供电装置，包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于储能系统直流空调供电装置，其特征在于：所述mosfet开关管场效应电阻值设为0.1ω，电压值设为0.0001v，vin为输入端，vc为控制信号端，sw为输出端，所述mosfet开关管用于buck变换器的核心部件。

3.根据权利要求2所述的一种用于储能系统直流空调供电装置，其特征在于：所述续流二极管电阻值设为0.001ω，电压值设为0.8v，所述续流二极管用于为反向电动势提供耗电通路。

4.根据权利要求3所述的一种用于储能系统直流空调供电装置，其特征在于：所述电感的电流峰值设为平均电感电流的40％，所述电感用于决定变换器ccm连续导通模式和dcm非连续导通模式的差异。

5.根据权利要求4所述的一种用于储能系统直流空调供电装置，其特征在于：所述电容采用陶瓷电容，电容为2f，所述电容影响输出纹波的大小。

6.根据权利要求5所述的一种用于储能系统直流空调供电装置，其特征在于：所述buck变换器闭环控制电路包括控制单元，所述控制单元分为电压控制回路和电流控制回路，所述电压控制回路包括误差放大器，pwm比较器，功率开关驱动器及采样网络。

7.根据权利要求6所述的一种用于储能系统直流空调供电装置，其特征在于：所述桥式整流电路包括变压器和四个二极管，所述二极管设置续流单向二极管。

8.一种用于储能系统直流空调供电控制方法，该控制方法适用于权利要求1至7任一所述的一种用于储能系统直流空调供电装置，其特征在于：该控制方法包括以下步骤：

技术总结
本发明属于储能系统供电技术领域，具体的说是一种用于储能系统直流空调供电装置及其控制方法，包括：直流空调；储能系统单元；外部电源接口；供电单元；所述供电单元包括Buck变换器、Buck变换器闭环控制电路和桥式整流电路；通过依托储能系统单元自身的直流电源，将传统的交流空调替换为直流空调系统，根据储能系统单元输出的电压和直流空调的运行电压，开发一种储能系统用的直流空调供电装置及控制，实现通过储能系统自身的电源供电到直流空调系统，该控制装置引入直流空调的应用，实现了供电电源不再完全受外部电源限制以及PCS升压一体机辅助变的容量限制，减少了因外部故障引起的停电概率，增加了供电的可靠性。

技术研发人员：李福,黎婷婷,潘利国,周涛,赵嘉欣,刘雨惠,丁佳宝
受保护的技术使用者：国核电力规划设计研究院重庆有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/4