【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于储能变流，尤其涉及一种用于储能变流器pcs的辅助电源系统及其控制方法。
技术介绍
1、储能系统作为新能源领域发展的新动力，在电网侧及用户侧均被广泛应用。电网侧以大储为主，而用户侧则以工商业储能为主；尤其是最近两年来工商业储能异军突起，与分布式光伏、新能源车充电站、大用电量不间断生产车间等发电或用电主体相结合，且得益于各地的电价政策，配合灵活的充放电运行策略，投资主体均能实现快速赢利。随着国内电池产能的逐步释放，工商业储能必将保持高速增长，成为经济增长重要的驱动力。储能行业内，精细化管控、智能化策略、自动化运维等方面均获现场应用，虚拟电厂算法、构网型变流器等新型软件技术也在助力电力现货市场交易的实现。正是基于储能市场的这些发展趋势，网侧大储与用户侧的工商业储能间必将相互渗透，两者间的边界将进一步模糊，且随着电芯的功率密度的逐步稳定提高，要求工商业储能的单机容量继续增大，直流侧电池电压继续提高，比如400v电网系统中100kw、215kwh、1000v dc系统会提升至150kw、320kwh、1500v dc系统；再比如690v电网系统中200kw、400kwh、1500v dc系统会提升至250kw、/500kwh、2000v dc系统；从而要求储能变流器(下称pcs)至少能够适配2000v直流侧电压，除了主电路中的器件耐压绝缘需要耐受2000v电压等级外，辅助电源系统作为pcs中关键部件也需要能够承受2000v电压。
2、在所有电力电子类变流器设备中，都包含辅助电源系统，其主要作用是为主控制系统cpu
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种用于储能变流器pcs的辅助电源系统及其控制方法，可以实现在逐渐提高直流电压的储能系统中，实现低成本的高可靠性的辅助电源系统，使整个辅助电源系统稳定工作，具体采用以下技术方案来实现。
2、第一方面，本专利技术提供了一种用于储能变流器pcs的辅助电源系统，所述辅助电源系统包括第一分区单元、第二分区单元、第三分区单元、开关电源单元和第四分区单元，所述第二分区单元、所述第三分区单元均与所述第一分区单元连接，所述第一分区单元连接在pcs直流母线的正输入端、负输出端，所述第一分区单元的输出端与所述开关电源单元的输入端连接，所述开关电源单元的输出端连接所述第四分区单元；
3、所述第二分区单元包括降压控制模块、第一直流转换模块、第二直流转换模块和第三直流转换模块，所述第一直流转换模块的输入端位于所述第一分区单元内，所述第一直流转换模块的输出端位于所述第二分区单元内并与所述降压控制模块连接，所述第二直流转换模块的输入端位于所述第二分区单元内并与所述降压控制模块连接，所述第二直流转换模块的输出端位于所述第三分区单元内，所述第三直流转换模块的输出端位于所述第二分压单元内并与所述降压控制模块连接，所述第三直流转换模块的输入端位于所述第一分区单元内；
4、其中，所述第一分区单元接收所述pcs直流母线的输入电压，所述降压控制模块对所述输入电压进行降压处理得到目标电压，所述开关电源单元根据所述目标电压向所述第四分区单元中的io电路供电。
5、作为上述技术方案的优选，所述第一分压单元包括继电器rky1、电阻r1、电阻r2、齐纳二极管z1、电阻r3和齐纳二极管z2，所述继电器rky1的一端连接所述第二分区单元，所述继电器rky1的另一端连接所述电阻r3，所述电阻r3连接所述齐纳二极管z2的阴极、第一直流转换模块的输入端，所述齐纳二极管z2的阳极连接pcs直流母线的负输入端，所述电阻r1、所述电阻r2并联在所述pcs直流母线的正输入端、负输入端，所述电阻r2与所述齐纳二极管z1并联。
6、作为上述技术方案的优选，所述第一分区单元还包括二极管d1、齐纳二极管z3、电阻r4、电阻r5和电感l1，所述二极管d1的阳极连接pcs直流母线的负输入端，所述二极管d1的阴极与所述第三分区单元连接，所述电感l1的一端连接所述pcs直流母线的正输入端，所述电感l1的另一端依次连接电阻r4、电阻r5，所述电阻r5与所述齐纳二极管z3并联至所述pcs直流母线的负输入端。
7、作为上述技术方案的优选，所述第二分区单元包括芯片ic1、线性光耦op1、线性光耦op2、二极管d2和二极管d3，所述线性光耦op1的副边、所述线性光耦op2的副边与所述芯片ic1连接，所述线性光耦op1的原边与齐纳二极管z1并联，所述线性光耦op2的原边与齐纳二极管z3并联，所述二极管d2的阳极与第一直流转换模块的输出端连接，所述二极管d2的阴极与所述第二直流转换模块的输入端、所述二极管d3的阴极、所述芯片ic1连接，所述二极管d3的阴极与所述第二直流转换模块的输入端连接，所述二极管d3的阳极与所述第三直流转换模块的输出端连接。
8、作为上述技术方案的优选，所述第三分区单元包括功率器件q1和驱动光耦dop1，所述功率器件q1的栅极与所述驱动光耦dop1的副边连接，所述功率器件q1的源极与电感l1、二极管d1的阴极连接，所述功率器件q1的漏极与pcs直流母线的正输入端连接，所述驱动光耦dop1的原边二极管由所述芯片ic1的输出脉冲驱动，所述驱动光耦dop1的副边与所述第二直流转换模块的输出端连接。
9、作为上述技术方案的优选，所述开关电源单元包括芯片ic2、功率器件q2、电阻r8、变压器t1、线性光耦op3和齐纳二极管z5，所述电阻r8与所述齐纳二极管z5并联连接至所述芯片ic2，所述功率器件q2的栅极与所述芯片ic2连接，所述功率器件q2的源极与pcs直流母线的负输入端连接，所述功率器件q2的漏极、所述电阻r8与所述变压器t1的原边连接，所述线性光耦op3的副边与所述芯片ic2、所述齐纳二极管z5连接，所述变压器的副边、所述线性光耦op3的原边位于所述第四分区单元。
10、作为上述技术方案的优选，所述第四分区单元包括电阻r6、电阻r7、齐纳二极管z4、电感l2、二极管d4、电容c3和io电路，所述变压器t1的副边与所述二极管d4的阳极连接，所述二极管的阴极与所述电感l2的一端连接，所述电感l2的另一端与所述io电路、所述电容c3、所述电阻r6连接，所述电阻r7、所述齐纳二极管z4、所述线性光耦op3的原边并联连接至所述电阻r6的另一端，所述io电路包括多个ldo模块。
11、作为上述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于储能变流器PCS的辅助电源系统，其特征在于，所述辅助电源系统包括第一分区单元、第二分区单元、第三分区单元、开关电源单元和第四分区单元，所述第二分区单元、所述第三分区单元均与所述第一分区单元连接，所述第一分区单元连接在PCS直流母线的正输入端、负输出端，所述第一分区单元的输出端与所述开关电源单元的输入端连接，所述开关电源单元的输出端连接所述第四分区单元；
2.根据权利要求1所述的用于储能变流器PCS的辅助电源系统，其特征在于，所述第一分压单元包括继电器RKY1、电阻R1、电阻R2、齐纳二极管Z1、电阻R3和齐纳二极管Z2，所述继电器RKY1的一端连接所述第二分区单元，所述继电器RKY1的另一端连接所述电阻R3，所述电阻R3连接所述齐纳二极管Z2的阴极、第一直流转换模块的输入端，所述齐纳二极管Z2的阳极连接PCS直流母线的负输入端，所述电阻R1、所述电阻R2并联在所述PCS直流母线的正输入端、负输入端，所述电阻R2与所述齐纳二极管Z1并联。
3.根据权利要求2所述的用于储能变流器PCS的辅助电源系统，其特征在于，所述第一分区单元还包括二极管D1、齐
4.根据权利要求3所述的用于储能变流器PCS的辅助电源系统，其特征在于，所述第二分区单元包括芯片IC1、线性光耦OP1、线性光耦OP2、二极管D2和二极管D3，所述线性光耦OP1的副边、所述线性光耦OP2的副边与所述芯片IC1连接，所述线性光耦OP1的原边与齐纳二极管Z1并联，所述线性光耦OP2的原边与齐纳二极管Z3并联，所述二极管D2的阳极与第一直流转换模块的输出端连接，所述二极管D2的阴极与所述第二直流转换模块的输入端、所述二极管D3的阴极、所述芯片IC1连接，所述二极管D3的阴极与所述第二直流转换模块的输入端连接，所述二极管D3的阳极与所述第三直流转换模块的输出端连接。
5.根据权利要求3所述的用于储能变流器PCS的辅助电源系统，其特征在于，所述第三分区单元包括功率器件Q1和驱动光耦DOP1，所述功率器件Q1的栅极与所述驱动光耦DOP1的副边连接，所述功率器件Q1的源极与电感L1、二极管D1的阴极连接，所述功率器件Q1的漏极与PCS直流母线的正输入端连接，所述驱动光耦DOP1的原边二极管由所述芯片IC1的输出脉冲驱动，所述驱动光耦DOP1的副边与所述第二直流转换模块的输出端连接。
6.根据权利要求1所述的用于储能变流器PCS的辅助电源系统，其特征在于，所述开关电源单元包括芯片IC2、功率器件Q2、电阻R8、变压器T1、线性光耦OP3和齐纳二极管Z5，所述电阻R8与所述齐纳二极管Z5并联连接至所述芯片IC2，所述功率器件Q2的栅极与所述芯片IC2连接，所述功率器件Q2的源极与PCS直流母线的负输入端连接，所述功率器件Q2的漏极、所述电阻R8与所述变压器T1的原边连接，所述线性光耦OP3的副边与所述芯片IC2、所述齐纳二极管Z5连接，所述变压器的副边、所述线性光耦OP3的原边位于所述第四分区单元。
7.根据权利要求6所述的用于储能变流器PCS的辅助电源系统，其特征在于，所述第四分区单元包括电阻R6、电阻R7、齐纳二极管Z4、电感L2、二极管D4、电容C3和IO电路，所述变压器T1的副边与所述二极管D4的阳极连接，所述二极管的阴极与所述电感L2的一端连接，所述电感L2的另一端与所述IO电路、所述电容C3、所述电阻R6连接，所述电阻R7、所述齐纳二极管Z4、所述线性光耦OP3的原边并联连接至所述电阻R6的另一端，所述IO电路包括多个LDO模块。
8.根据权利要求1所述的用于储能变流器PCS的辅助电源系统，其特征在于，所述辅助电源系统还包括电容C1和电容C2，所述电容C1和所述电容C2并联在所述第一分区单元的两端，所述电容C1用于给PCS直流母线电压Vbus滤波，所述电容C2用于给所述目标电压滤波。
9.一种用于储能变流器PCS的辅助电源系统的控制方法，应用于如权利要求1-8任一项所述的用于储能变流器PCS的辅助电源系统，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的用于储能变流器PCS的辅助电源系统的控制方法，其特征在于，在所述第一直流转换模块得电后被所述第三直流转换模块替代之后，所述芯片IC1由线性光耦OP1获得输入电压前馈，并由线性光耦OP2获得输出电...
【技术特征摘要】
1.一种用于储能变流器pcs的辅助电源系统，其特征在于，所述辅助电源系统包括第一分区单元、第二分区单元、第三分区单元、开关电源单元和第四分区单元，所述第二分区单元、所述第三分区单元均与所述第一分区单元连接，所述第一分区单元连接在pcs直流母线的正输入端、负输出端，所述第一分区单元的输出端与所述开关电源单元的输入端连接，所述开关电源单元的输出端连接所述第四分区单元；
2.根据权利要求1所述的用于储能变流器pcs的辅助电源系统，其特征在于，所述第一分压单元包括继电器rky1、电阻r1、电阻r2、齐纳二极管z1、电阻r3和齐纳二极管z2，所述继电器rky1的一端连接所述第二分区单元，所述继电器rky1的另一端连接所述电阻r3，所述电阻r3连接所述齐纳二极管z2的阴极、第一直流转换模块的输入端，所述齐纳二极管z2的阳极连接pcs直流母线的负输入端，所述电阻r1、所述电阻r2并联在所述pcs直流母线的正输入端、负输入端，所述电阻r2与所述齐纳二极管z1并联。
3.根据权利要求2所述的用于储能变流器pcs的辅助电源系统，其特征在于，所述第一分区单元还包括二极管d1、齐纳二极管z3、电阻r4、电阻r5和电感l1，所述二极管d1的阳极连接pcs直流母线的负输入端，所述二极管d1的阴极与所述第三分区单元连接，所述电感l1的一端连接所述pcs直流母线的正输入端，所述电感l1的另一端依次连接电阻r4、电阻r5，所述电阻r5与所述齐纳二极管z3并联至所述pcs直流母线的负输入端。
4.根据权利要求3所述的用于储能变流器pcs的辅助电源系统，其特征在于，所述第二分区单元包括芯片ic1、线性光耦op1、线性光耦op2、二极管d2和二极管d3，所述线性光耦op1的副边、所述线性光耦op2的副边与所述芯片ic1连接，所述线性光耦op1的原边与齐纳二极管z1并联，所述线性光耦op2的原边与齐纳二极管z3并联，所述二极管d2的阳极与第一直流转换模块的输出端连接，所述二极管d2的阴极与所述第二直流转换模块的输入端、所述二极管d3的阴极、所述芯片ic1连接，所述二极管d3的阴极与所述第二直流转换模块的输入端连接，所述二极管d3的阳极与所述第三直流转换模块的输出端连接。
5.根据权利要求3所述的用于储能变流器pcs的辅助电源系统，其特征在于，所述第三分区单元包括功率器件q1...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹陆军，陈志，
申请(专利权)人：合肥华致能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。