一种基于IGBT技术的四象限双向储能逆变装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于IGBT技术的四象限双向储能逆变装置，储能及逆变单元分别由主控制器、触摸屏、功率模块、接触器、UPS电源、电源开关、风机、避雷器构成，通过电缆与各自连接电抗器相连，其中功率模块以IGBT为核心元件，UPS电源、风机及电源开关通过电线与380V供电电源相连，连接电抗器通过电缆经充电电阻及断路器与电网系统相连；直流电容通过电缆经放电电阻及铜排与功率模块相连；电压电流霍尔通过导线与各主控制器相连。本发明专利技术的有益效果是：现场运行效率高达98.7％；装置出力谐波含量小于2％，大大提高了输出的电能质量，且根据实际电网情况可进行调整。

【技术实现步骤摘要】
一种基于IGBT技术的四象限双向储能逆变装置
本专利技术涉及配电
，特别涉及一种基于IGBT技术的四象限双向储能逆变装置。
技术介绍
随着新能源建设及分布式电源特别是风光储能的大规模并网接入，由此带来的供电系统波动性、间歇性、随机性、不可控性等问题，给电网带来了严重的安全隐患，降低了电网系统的稳定性，引发了多种电源接入问题。采用双向储能逆变装置是提高电力系统稳定性、安全性、可靠性，实现可再生能源平滑接入、改善分布式电源并网电能质量的最佳解决方案。双向储能逆变装置可以配合新能源系统并网，平滑控制新能源的出力，配合蓄电池组可减少弃光、弃风，提高经济性；减小瞬时功率变化率，减少电网冲击；跟踪计划调度，提高并网可控性；提高发电预测精度及并网电能质量。储能逆变器的主要功能和作用是实现交流电网电能与储能电池电能之间的能量双向流动，可以适配于多种直流储能系统，其不仅可以快速有效地实现平滑分布式发电系统随机电能或潮流的波动，提高电网对大规模可再生能源风光储能发电的接入能力，且可以接受调度指令，吸收或补充电网的峰谷电能，及提供系统所需无功功率，保证功率因数，来提高电网的供电质量和经济效益。在电网故障或停电时，其还具备一定的独立组网供电能力，以提高负载的供电安全性。双向储能逆变装置是既可以将直流电变换成交流电，也可以将交流电变换成直流电的逆变器。主要具备充电和放电功能，同时是分布式电源并网系统的中心控制设备。双向储能逆变装置可以应用到有蓄电功能要求的并网发电系统，也可以应用于独立运行的离网发电系统。
技术实现思路
本专利技术针对电网用户对风光储能系统并网稳定性和对双向逆变功能需求的不断升级，以及对目前逆变技术拓展功能的不断研究，而提出了一种可受控的基于IGBT技术的四象限双向储能逆变装置。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种基于IGBT技术的四象限双向储能逆变装置，包括直流电容、储能单元、逆变单元、连接电抗器、电压霍尔、电流霍尔、充电电阻、放电电阻、并网断路器。所述储能及逆变单元分别由主控制器、触摸屏、功率单元、接触器、UPS电源、电源开关、风机、避雷器构成，通过电缆与各自连接电抗器相连，其中功率单元主要以IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)和IGBT驱动板组成的变流装置为核心元件，通过光纤与主控制器相连，触摸屏通过以太网与主控制器相连，接触器通过电线与主控制器相连，UPS电源、风机及电源开关通过电线与380V供电电源相连，避雷器通过电线分别与地排及电抗器相连；连接电抗器通过电缆经充电电阻及断路器与电网系统相连；直流电容通过电缆经放电电阻及铜排与功率单元相连；电压电流霍尔通过导线与各主控制器相连。控制策略部分以瞬时功率理论为基础，在逆变装置控制策略上进行了持续改进和优化，对采集到的系统电压、电流模拟量进行瞬时功率计算，将有功功率与无功功率进行解耦，通过同步旋转坐标变换将直流电压控制及功率电流控制分量转换为装置输出电流参考分量，并定义其方向，将该分量通过空间矢量脉宽调制(SpaceVectorPulseWidthModulation，SVWPM)分解计算，与装置输出电流采集模拟量进行PI调节(ProportionalIntegralController)，通过与系统电压的计算后生成PWM调制波参考量，发送到各功率单元驱动板，驱动IGBT动作,实现了双向逆变功能。所述直流电容采用EACO公司的SHP-1100-920-FS。所述连接电抗器用国产的YL.SDF-150/1L-4P。所述电压霍尔传感器采用LEM公司的LT308-S6。所述电流霍尔传感器采用LEM公司的AV100-1000。所述充电电阻采用国产的RXG24-100W-300RJ。所述放电电阻采用国产的200W-1K。所述并网断路器采用国产的NMI-225S/3300。所述储能及逆变单元的接触器采用ABB公司的A75-30-10、AL9-30-10等。所述储能及逆变单元的功率单元IGBT采用INFINEON公司的FF450R12ME4。所述储能及逆变单元的功率单元IGBT驱动板采用CONCEPT公司的2SP0115T2A0-12。所述储能及逆变单元的主控制器采用TI(TexasInstruments)公司的DSP(digitalsignalprocessor)28335数字信号处理器和Xilinx公司的FPGA(Field－ProgrammableGateArray)可编程门阵列器件。所述储能及逆变单元的电源开关采用ABB公司的S262-D20、S263-D32等。所述储能及逆变单元的接触器采用ABB公司的A75-30-10、AL9-30-10等。所述储能及逆变单元的触摸屏采用国产的ePC-A80。所述储能及逆变单元的风机采用EBM公司的R4D400-AL17-05。所述储能及逆变单元的UPS电源采用国产的C6KR-B7081。所述储能及逆变单元的避雷器采用国产的YH1.5W-0.28/1.3。所述直流电容SHP-1100-920-FS分别与储能及逆变单元的功率单元采用电缆相连。所述连接电抗器YL.SDF-150/1L-4P上端与并网断路器、下端与储能及逆变单元进线端分别采用电缆相连。所述电压霍尔传感器LT308-S6与主控制器模拟量通道采用RVVP屏蔽线相连。所述电流霍尔传感器AV100-1000与主控制器模拟量通道采用RVVP屏蔽线相连。所述充电电阻RXG24-100W-300RJ分别与储能及逆变单元进线端采用电缆相连。所述放电电阻200W-1K分别与储能及逆变单元直流侧采用电缆相连。所述并网断路器NMI-225S/3300上端与电网、下端与连接电抗器分别采用电缆相连。所述储能及逆变单元的接触器A75-30-10、AL9-30-10等与主控制器IO板的开入开出信号端采用RVVP屏蔽线相连。所述储能及逆变单元的功率单元IGBTFF450R12ME4和IGBT驱动板2SP0115T2A0-12焊接后，与功率单元控制板的端口采用数据排线相连。所述储能及逆变单元的主控制器中DSP28335数字信号处理器、FPGA可编程门阵列器件为主控制器控制板核心部件，均集成在控制板上。所述储能及逆变单元的电源开关S262-D20、S263-D32等上端与端子排220V节点分别通过电线相连，下端与相应各个用电元器件相连。所述储能及逆变单元的接触器A75-30-10、AL9-30-10等与主控制器开入开出信号端采用RVVP屏蔽线相连。所述储能及逆变单元的触摸屏ePC-A80与主控制器采用网线相连。所述储能及逆变单元的风机R4D400-AL17-05与主控制器IO板的开入开出信号端采用RVVP屏蔽线相连。所述储能及逆变单元的UPS电源C6KR-B7081与UPS电源开关采用RVVP屏蔽线相连。所述储能及逆变单元的避雷器YH1.5W-0.28/1.3一端与连接电抗器、另一端与地排通过电线相连。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)采用新的控制策略，对以往逆变器的控制方法进行了改进，现场运行效率高达98.7％；2)优化了输出端的整流滤波组件，装置出力谐波含量小于2％，大大提高了输出的电能质量，且根据实际电网情况可进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于IGBT技术的四象限双向储能逆变装置，其特征在于，包括直流电容、储能单元、逆变单元、连接电抗器、电压霍尔、电流霍尔、充电电阻、放电电阻、并网断路器；所述的储能单元或逆变单元分别由主控制器、触摸屏、功率单元、接触器、UPS电源、电源开关、风机、避雷器构成，通过电缆与各自连接电抗器相连，其中功率模块是以IGBT器件和IGBT驱动板组成的变流装置为核心元件，通过光纤与主控制器相连，触摸屏通过以太网与主控制器相连，接触器通过电线与主控制器相连，UPS电源、风机及电源开关通过电线与380V供电电源相连，避雷器通过电线分别与地排及电抗器相连；连接电抗器通过电缆经充电电阻及断路器与电网系统相连；直流电容通过电缆经放电电阻及铜排与功率模块相连；电压霍尔及电流霍尔分别通过导线与各主控制器相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于IGBT技术的四象限双向储能逆变装置的控制方法，所述基于IGBT技术的四象限双向储能逆变装置包括直流电容、储能单元、逆变单元、连接电抗器、电压霍尔、电流霍尔、充电电阻、放电电阻、并网断路器；所述的储能单元和逆变单元分别与直流电容并联；所述的储能单元或逆变单元分别由主控制器、触摸屏、功率单元、接触器、UPS电源、电源开关、风机、避雷器构成，通过电缆与各自连接电抗器相连，其中功率模块是以IGBT器件和IGBT驱动板组成的变流装置为核心元件，通过光纤与主控制器相连，触摸屏通过以太网与主控制器相连，接触器通过电线与主控制器相连，UPS电源、风机及电源开关通过电线与380V供电电源相连，避雷器通过电线分别与地排及电抗器相连；连接电抗器通过电缆经充电电阻及断路器与电网系统相连；直流电容通过电缆经放电电阻及铜排与功率模块相连；电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉良，李檀，张三勇，关微，郭洪月，张津铭，陈明非，乔雷，赵娇，
申请(专利权)人：辽宁立德电力电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21