一种家用储能变流器和家用储能变流器的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种家用储能变流器和一种家用储能变流器的控制方法，所述家用储能变流器包括：供电模块，用于向所述家用储能变流器供电；逆变模块，用于将直流电转变为交流电，所述逆变模块包括双BUCK拓扑；整流模块，用于将交流电转变为直流电；所述整流模块包括整流双BOOST拓扑；主控模块，用于控制所述逆变模块和所述整流模块的工作状态，并从所述逆变模块或所述整流模块获取电量信息；所述主控模块还用于协调其它模块，所述其它模块至少包括通信模块、计量模块；所述通信模块用于所述家用储能变流器的各模块间的信息交换；所述计量模块通过从所述主控模块获取电量信息，统计所述电量信息。所述家用储能变流器交直流转换效率高，降低购电成本。

【技术实现步骤摘要】
一种家用储能变流器和家用储能变流器的控制方法
本专利技术涉及储能领域，特别是指一种家用储能变流器和家用储能变流器的控制方法。
技术介绍
家用储能变流器是一种在家庭户内环境下使用的设备，控制储能电池充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。家用储能变流器由直流-交流双向变流器、控制模块以及其它模块构成。家用储能变流器的控制器通过通信单元接收后台控制指令，根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。家用储能变流器通过CAN(ControllerAreaNetwork，控制局域网)接口与BMS(BatteryManagementSystem，电池管理系统)通讯，获取电池组状态信息，可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。现有的家用储能变流器在5KW级电能双向转换效率一般在90％～96％之间，较低的转换效率会增加用户的购电成本，一次需要一种高转换效率的家用储能变流器。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种高转换效率的家用储能变流器。基于上述目的本专利技术提供的一种家用储能变流器，一种家用储能变流器，包括：供电模块，用于向所述家用储能变流器供电；逆变模块，用于将直流电转变为交流电，所述逆变模块包括双BUCK拓扑；整流模块用于，将交流电转变为直流电；所述整流模块包括整流双BOOST拓扑；主控模块，用于控制所述逆变模块和所述整流模块的工作状态，并从所述逆变模块或所述整流模块获取电量信息；所述主控模块还用于协调其它模块，所述其它模块至少包括通信模块、计量模块；所述通信模块用于所述家用储能变流器的各模块间的信息交换；所述计量模块通过从所述主控模块获取电量信息，统计所述电量信息。在一些实施方式中，所述逆变模块包括多支BUCK电路和至少两个用于控制所述多支BUCK电路截止或导通的控制管，还包括与直流侧相连的第一电容以及与交流侧相连的第二电容；每支所述多支BUCK电路的输入端与所述第一电容并联，输出端与所述第二电容并联；每支所述多支BUCK电路至少包括一个电感、一个二极管和一个晶体管，所述一个电感与所述至少两个控制管之一构成充电回路，所述一个电感与所述一个二极管构成放电回路，所述一个晶体管用于开关所述充电回路或所述放电回路。在一些实施方式中，所述多支BUCK电路包括：第一BUCK电路，包括第一电感、第一二极管和第一晶体管，所述第一电感的一端与所述第一二极管的正极和所述第一晶体管的源极相连，另一端与第一控制管的第一端相连，所述第一二极管的负极与所述第一电容的第一端和所述第一控制管的第二端相连，所述第一晶体管的漏极与所述第一电容的第二端相连；第二BUCK电路，包括第二电感、第二二极管和第二晶体管，所述第二电感的一端与所述第二二极管的正极和所述第二晶体管的源极相连，另一端与所述第一控制管的第一端相连，所述第二二极管的负极与所述第一电容的第一端和所述第一控制管的第二端相连，所述第二晶体管的漏极与所述第一电容的第二端相连；第三BUCK电路，包括第三电感、第三二极管和第三晶体管，所述第三电感的一端与所述第三二极管的正极和所述第三晶体管的源极相连，另一端与第二控制管的第一端相连，所述第三二极管的负极与所述第一电容的第一端和所述第二控制管的第二端相连，所述第三晶体管的漏极与所述第一电容的第二端相连；第四BUCK电路，包括第四电感，第四二极管和第四晶体管，所述第四电感的一端与所述第四二极管的正极和所述第四晶体管的源极相连，另一端与所述第二控制管的第一端相连，所述第三二极管的负极与所述第一电容的第一端和所述第二控制管的第二端相连，所述第三晶体管的漏极与所述第一电容的第二端相连。在一些实施方式中，所述第二控制管的第一端与所述第一电容的第一端相连，第二端与所述第二电容的第一端相连；所述第一控制管的第一端与所述第一电容的第一端相连，第二端与所述第二电容的第二端相连；所述第一控制管和所述第二控制管还包括第三段，用于接收调制信号。在一些实施方式中，所述家用储能变流器至少包括与所述控制模块相连的第一处理器和第二处理器，所述第一处理器和所述第二处理器并行工作；所述第一处理器至少用于状态机控制或电压电流双环控制，所述第二处理器至少用于ADC采样，并将采样数据发送给全局共享存储；所述第一处理器从所述全局共享存储获取所述采样数据。在一些实施方式中，所述家用储能变流器中的晶体管为碳化硅金属-氧化物半导体场效应晶体管。在一些实施方式中，所述家用储能变流器还包括：显示模块，用于显示信息；直流侧开关，用于开启或关闭直流供电；并网侧开关，用于与电网连接或断开；所述主控模块控制所述计量模块将所述电量信息传输给所述通信模块，所述通信模块将所述电量信息传输给所述显示模块，所述显示模块显示所述电量信息。本专利技术还提供一种家用储能变流器的控制方法，用于控制如上一所述的家用储能变流器，述家用储能变流器的并网控制方法为3P3Z控制方法。本专利技术还提供一种家用储能变流器的控制方法，包括：使用双BUCK拓扑将直流电转变为交流电；使用整流双BOOT拓扑将交流电转变成直流电；使用并行结构算法进行任务处理与信息处理；所述任务处理至少包括ADC采样、状态机控制或电压电流双环控制；所述并行结构算法进行任务处理与信息处理包括状态机控制与ADC采样并行进行。在一些实施方式中，所述使用双BUCK拓扑将直流电转变为交流电包括：使用至少两个开关管控制多支BUCK电路；使用所述至少两个开关管中的一个控制部分所述多支BUCK电路进行正向电压的降压，使用所述至少两个开关管中的另一个控制剩余所述多支BUCK电路进行负向电压的降压。从上面所述可以看出，本专利技术提供的家用储能变流器的逆变模块为无桥双BOOST拓扑，其交直流最大转换效率高，可以降低用户的购电成本。进一步，所述家用储能变流器中的晶体管为碳化硅金属-氧化物半导体场效应晶体管，其导通电阻、开关损耗大幅降低，适用于更高的工作频率，而且高温稳定性优良。附图说明图1为本专利技术实施例的一种家用储能变流器的整体方案示意图；图2为图1中逆变模块的结构示意图；图3为图1中变流器单元在逆变模式下的工作示意图；图4为图1中家用储能变流器的算法结构示意图；图5为图1中家用储能变流器的一种电路结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。需要说明的是，本专利技术实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本专利技术实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。如图1所示，图1是本专利技术实施例的一种家用储能变流器10的整体方案示意图，该家用储能变流器10包括主控模块11、变流器单元12、通信模块13、计量模块14和供电模块15。家用储能变流器10的一侧与储能电池相连，一侧与电网相连。其中，供电模块15用于向家用储能变流器10供电，以提供家用储能变流器10中的各个模块所需的电能。变流器单元12用于将交流电转换为直流电，或者将直流电转换为交流电，变流器单元12还可以用于交流电与直流电转换过程中的整流、滤波等。变流器单元12至少包括逆变模块1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种家用储能变流器，其特征在于，包括：供电模块，用于向所述家用储能变流器供电；逆变模块，用于将直流电转变为交流电，所述逆变模块包括双BUCK拓扑；整流模块用于，将交流电转变为直流电；所述整流模块包括整流双BOOST拓扑；主控模块，用于控制所述逆变模块和所述整流模块的工作状态，并从所述逆变模块或所述整流模块获取电量信息；所述主控模块还用于协调其它模块，所述其它模块至少包括通信模块、计量模块；所述通信模块用于所述家用储能变流器的各模块间的信息交换；所述计量模块通过从所述主控模块获取电量信息，统计所述电量信息。

【技术特征摘要】
1.一种家用储能变流器，其特征在于，包括：供电模块，用于向所述家用储能变流器供电；逆变模块，用于将直流电转变为交流电，所述逆变模块包括双BUCK拓扑；整流模块用于，将交流电转变为直流电；所述整流模块包括整流双BOOST拓扑；主控模块，用于控制所述逆变模块和所述整流模块的工作状态，并从所述逆变模块或所述整流模块获取电量信息；所述主控模块还用于协调其它模块，所述其它模块至少包括通信模块、计量模块；所述通信模块用于所述家用储能变流器的各模块间的信息交换；所述计量模块通过从所述主控模块获取电量信息，统计所述电量信息。2.根据权利要求1所述的家用储能变流器，其特征在于，所述逆变模块包括多支BUCK电路和至少两个用于控制所述多支BUCK电路截止或导通的控制管，还包括与直流侧相连的第一电容以及与交流侧相连的第二电容；每支所述多支BUCK电路的输入端与所述第一电容并联，输出端与所述第二电容并联；每支所述多支BUCK电路至少包括一个电感、一个二极管和一个晶体管，所述一个电感与所述至少两个控制管之一构成充电回路，所述一个电感与所述一个二极管构成放电回路，所述一个晶体管用于开关所述充电回路或所述放电回路。3.根据权利要求2所述的家用储能变流器，其特征在于，所述多支BUCK电路包括：第一BUCK电路，包括第一电感、第一二极管和第一晶体管，所述第一电感的一端与所述第一二极管的正极和所述第一晶体管的源极相连，另一端与第一控制管的第一端相连，所述第一二极管的负极与所述第一电容的第一端和所述第一控制管的第二端相连，所述第一晶体管的漏极与所述第一电容的第二端相连；第二BUCK电路，包括第二电感、第二二极管和第二晶体管，所述第二电感的一端与所述第二二极管的正极和所述第二晶体管的源极相连，另一端与所述第一控制管的第一端相连，所述第二二极管的负极与所述第一电容的第一端和所述第一控制管的第二端相连，所述第二晶体管的漏极与所述第一电容的第二端相连；第三BUCK电路，包括第三电感、第三二极管和第三晶体管，所述第三电感的一端与所述第三二极管的正极和所述第三晶体管的源极相连，另一端与第二控制管的第一端相连，所述第三二极管的负极与所述第一电容的第一端和所述第二控制管的第二端相连，所述第三晶体管的漏极与所述第一电容的第二端相连；第四BUCK电路，包括第四电感，第四二极管和第四晶体管，所述第四电感的一端与所述第四二极...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘松阳，岳靓，李思维，刘晓丹，穆震，栾开宁，杨世海，田世明，
申请(专利权)人：北京国电通网络技术有限公司，北京中电飞华通信股份有限公司，国网江苏省电力有限公司，国家电网有限公司，中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11