一种储能变换器电能变换双向DCDC变换器及储能系统技术方案

本发明专利技术公开一种储能变换器电能变换双向DCDC变换器及储能系统，双向DCDC变换器包括：380V母线侧、锂电池侧、DSP主控板、IGBT桥臂、母线侧电压采样模块、母线侧电流采样模块、锂电池侧电压采样模块、锂电池侧电路采样模块、数据通信模块、变换器控制模块和储能评估模块；其中DSP主控板分别与母线侧电压采样模块、IGBT桥臂、母线侧电流采样模块、锂电池侧电压采样模块、锂电池侧电路采样模块和数据通信模块连接，并且上述不同的模块设置在380V母线侧和锂电池侧之间。本发明专利技术不仅具有电量变换、电气隔离和调节定值的作用，还能够实现变换器能量转换过程中检测数据信息监控，实时诊断变换器能量转换程度，提高了变换器应用效率。提高了变换器应用效率。提高了变换器应用效率。

【技术实现步骤摘要】
一种储能变换器电能变换双向DCDC变换器及储能系统


[0001]本专利技术涉及变换器
，且更确切地涉及一种储能变换器电能变换双向DCDC变换器及储能系统。

技术介绍

[0002]变换器，是将信源发出的信息按一定的目的进行变换。作为一种新型的交—交变频电源，其电路拓扑形式被提出，储能是指通过介质或变换器电能变换把能量存储起来，在需要时再释放出来的过程。一般讲到储能，主要是指电能的储存。其实储能本身不是新兴的技术，但从产业角度来说却是正处在起步、发展阶段。储能技术是未来能源系统具备柔性、包容性和平衡功能的关键节点。
[0003]变换器在储能变换器电能变换中由一个载频转换到另一载频变换，在电池储能系统有两个重要的组成部分，第1就是号称
ꢀ“
心脏
ꢀ”
的电池储能系统中的电池，负责能量的存储和释放；第二个就是号称
ꢀ“
大动脉
ꢀ”
的电池储能系统中的充放 电变换器，它是电池储能系统能量传递的双向高速通道。二者缺一不可，密不可分。传统的铅酸蓄电池，钠硫电池、钒电池、锂电池和镍氢电池等也纷纷在电池储能系统中使用，因此电池储能系统对充放电变化器的要求也越来越高，他不仅要求充放电变化器具有传统的充放电功能，还需满足电池电压的宽范围运行、快速充放运行、瞬时大功率输出运行、无功补偿运行、孤岛运行及多组电池的充放电运行要求。因此现有技术中的储能元件已经远远不能满足储能系统的需要；

技术实现思路

针对上述技术的不足，本专利技术一种储能变换器电能变换双向DCDC变换器及储能系统，能够将储能电池的电压进行变换，应对不断出现的新应用场景。
[0004]为了实现上述技术效果，本专利技术采用以下技术方案：一种储能变换器电能变换双向DCDC变换器，其中包括：380V母线侧；为储能变换器电能变换的高压侧；锂电池侧；为实现能源转换的低压侧；DSP主控板；用于控制变压器实现不同输出的变压；IGBT桥臂，包括上桥臂和下桥臂，发射极电压为基准电位驱动；母线侧电压采样模块；用于采集母线侧电压；母线侧电流采样模块；用于采集母线侧电流；锂电池侧电压采样模块；用于采集锂电池侧电压；锂电池侧电路采样模块；用于采集锂电池侧电流；数据通信模块；用于实现数据信息通信；变换器控制模块；用于实现数据信息变换器变换程度的控制；储能评估模块；用于实现储能状态的评估；其中DSP主控板分别与母线侧电压采样模块、IGBT桥臂、母线侧电流采样模块、锂
电池侧电压采样模块、锂电池侧电路采样模块和数据通信模块连接，所述数据通信模块的输出端与变换器控制模块的输入端连接，所述变换器控制模块的输出端与储能评估模块的输入端连接，并且所述DSP主控板、IGBT桥臂、母线侧电压采样模块、母线侧电流采样模块、锂电池侧电压采样模块、锂电池侧电路采样模块、数据通信模块、变换器控制模块和储能评估模块设置在380V母线侧和锂电池侧之间。
[0005]作为本专利技术进一步的技术方案，所述IGBT桥臂通过光耦合器实现驱动。
[0006]作为本专利技术进一步的技术方案，DSP主控板使用8片TI公司300mhz的tms320c6203芯片，拥有19200mips的处理能力，同时集成了8片32mb的sdram，数据吞吐600mb/s。
[0007]作为本专利技术进一步的技术方案，所述母线侧电流采样模块、锂电池侧电压采样模块和锂电池侧电路采样模块为基于SX1276芯片的采样模块，设置有A/D转换模块。
[0008]作为本专利技术进一步的技术方案，变换器控制模块包括电流采集模块、电压采集模块、信号调理模块、A/D转换模块、过零比较器、倍频锁相电路、FPGA处理模块、DSP处理模块、控制电流输出端子和控制电压输出端子，其中所述电流采集模块和电压采集模块的输出端与信号调理模块的输入端连接，所述信号调理模块的输出端与A/D转换模块的输入端连接，所述A/D转换模块的输出端与FPGA处理模块的输入端连接，所述FPGA处理模块的输出端与DSP处理模块的输入端连接，所述DSP处理模块的输出端分别与控制电流输出端子和控制电压输出端子的输入端连接。
[0009]作为本专利技术进一步的技术方案，所述储能评估模块为基于卷积神经网络的评估模型。
[0010]作为本专利技术进一步的技术方案，卷积神经网络的评估模型工作方法为：步骤1、设置变换器变换过程中的数据信息参数，通过以下公式表示： (1)式(1)中，表示电能变换过程中运行系数，表示采集到的电能变换信息样本，表示变换器电能变换过程中的暂态失稳概率；其中n表示数据信息参数的个数；i表示数据信息参数中的第i个数据信息；对电能变换过程中运行参数分割，分割函数为： (2)式(2)中，表示电能变换过程中电能运行系数的分割函数，表示对采集到电能数据信息进行多角度扫描的标准样本信息值，表示对采集到电能数据信息进行多角度扫描的样本参数，表示扫描到的电能变换过程中出现的不同电能信息；对电能变换过程中的不同电能信息初始化，通过弱化暂态响应，将变换器恢复稳定状态，由此得到暂态弱化方程如公式（3）所示： (3)式（3）中，表示变换器在能量变换过程中暂态弱化方程式，表示能量变换过程中发生暂态失稳线路长度，表示能量变换过程中失稳状态下的变换器数据信息参数，表示能量变换过程中暂态失稳线路的电容变化；
构建失稳后能量变换评估函数，函数表示为： (4)式（4）中，表示能量变换过程中稳态值，表示能量变换评估种类；表示种能量变换评估种类中的某个数据，表示分级稳态方程式，表示失稳状态下的能量参数。
[0011]卷积神经网络算法评估模型输出的稳定暂态数据如公式（5）所示： (5)式(5)中，表示卷积神经网络算法评估模型输出的稳定暂态数据，表示推算的下一条变换器在能量转换过程中能量转换的暂态数据；M表示表示暂态数据的种类；表示输出稳定暂态数据信息的总和；表示能量变换过程中暂态失稳线路的电容变化的暂态数据，j表示稳定暂态数据信息的个数，表示电能变换过程中电流暂态评价参数；表示稳定暂态数据出现的情景；整体变换器转换能量的公式为：（6）（7）公式（6）中，为评价变换器转换能量标准时的最稳定值，为变换器转换能量的稳定性误差值，为算法评估之前变换器转换能量的实际稳定指标数值，最后将每一个时期的变换器转换能量评估值相加，得到电能变换过程中暂态数据评估标准函数如公式（8）所示：（8）在公式（8）中，、和为进行电能变换过程中暂态评价指标标准对比之后的电流值、滤波值和波动值，表示电能变换过程中暂态数据理想状态下安全、稳定时的标准值；t表示电能变换过程中暂态评价指标中评估系数；表示电能变换过程中暂态评价指标参数，表示电能变换过程中滤波值评价指标参数，表示电能变换过程中波动值评价指标参数；表示能量变换过程中暂态因素影响下的数据参数，表示能量变换过程中存在外界干扰因素下的数据参数。
[0012]作为本专利技术进一步的技术方案，变换器控制模块中电流采集模块或者电压采集模块为基于SX1276芯片的采集模块。
[0013]一种储能变换器电能变换双向DCDC变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能变换器电能变换双向DCDC变换器，其特征在于：包括：380V母线侧；为储能变换器电能变换的高压侧；锂电池侧；为实现能源转换的低压侧；DSP主控板；用于控制变压器实现不同输出的变压；IGBT桥臂，包括上桥臂和下桥臂，发射极电压为基准电位驱动；母线侧电压采样模块；用于采集母线侧电压；母线侧电流采样模块；用于采集母线侧电流；锂电池侧电压采样模块；用于采集锂电池侧电压；锂电池侧电路采样模块；用于采集锂电池侧电流；数据通信模块；用于实现数据信息通信；变换器控制模块；用于实现数据信息变换器变换程度的控制；储能评估模块；用于实现储能状态的评估；其中DSP主控板分别与母线侧电压采样模块、IGBT桥臂、母线侧电流采样模块、锂电池侧电压采样模块、锂电池侧电路采样模块和数据通信模块连接，所述数据通信模块的输出端与变换器控制模块的输入端连接，所述变换器控制模块的输出端与储能评估模块的输入端连接，并且所述DSP主控板、IGBT桥臂、母线侧电压采样模块、母线侧电流采样模块、锂电池侧电压采样模块、锂电池侧电路采样模块、数据通信模块、变换器控制模块和储能评估模块设置在380V母线侧和锂电池侧之间。2.根据权利要求1所述的一种储能变换器电能变换双向DCDC变换器，其特征在于：所述IGBT桥臂通过光耦合器实现驱动。3.根据权利要求1所述的一种储能变换器电能变换双向DCDC变换器，其特征在于：DSP主控板使用8片TI公司300mhz的tms320c6203芯片，拥有19200mips的处理能力，同时集成了8片32mb的sdram，数据吞吐600mb/s。4.根据权利要求1所述的一种储能变换器电能变换双向DCDC变换器，其特征在于：所述母线侧电流采样模块、锂电池侧电压采样模块和锂电池侧电路采样模块为基于SX1276芯片的采样模块，设置有A/D转换模块。5.根据权利要求1所述的一种储能变换器电能变换双向DCDC变换器，其特征在于：变换器控制模块包括电流采集模块、电压采集模块、信号调理模块、A/D转换模块、过零比较器、倍频锁相电路、FPGA处理模块、DSP处理模块、控制电流输出端子和控制电压输出端子，其中所述电流采集模块和电压采集模块的输出端与信号调理模块的输入端连接，所述信号调理模块的输出端与A/D转换模块的输入端连接，所述A/D转换模块的输出端与FPGA处理模块的输入端连接，所述FPGA处理模块的输出端与DSP处理模块的输入端连接，所述DSP处理模块的输出端分别与控制电流输出端子和控制电压输出端子的输入端连接。6.根据权利要求1所述的一种储能变换器电能变换双向DCDC变换器，其特征在于：所述储能评估模块为基于卷积神经网络的评估模型。7.根据权利要求6所述的一种储能变换器电能变换双向DCDC变换器，其特征在于：卷积神经网络的评估模型工作方法为：步骤1、设置变换器变换过程中的数据信息参数，通过以下公式表示：
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(1)式(1)中，表示电能变换过程中运行系数，表示采集到的电能变换信息样本，表示变换器电能变换过程中的暂态失稳概率；其中n表示数据信息参数的个数；i表...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫翔学，钟信潮，雷建林，林彤航，
申请(专利权)人：深圳戴普森新能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：