一种电能双向流动的储能系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种电能双向流动的储能系统及其控制方法，所属技术领域为：电能量变换与存储系统及其控制方法。目的是满足电能量双向流动的储能系统中高效率的能量变换和存储，利用超级电容器串并联切换技术和优化设计的双向直流功率变换器相结合，实现了低电压值等级电源供电的可变电压系统的设计，减小了供电电源体积，节约了成本，且供电电源电压和系统电压可以独立变化，拓扑结构优化设计的双向直流功率变换器解决了功率变换器中电感体积大，成本高，损耗大的问题，特别适合瞬时功率回馈能量的场合，利用新颖的超级电容器串并联切换技术把功率变换器的电压变比控制在2以内，更有利于变换器的控制和效率的提高。

主权项

一种电能双向流动的储能系统，其特征在于，包括可串并联切换的供电电源、双向直流功率变换器、桥式逆变器、电机，双向直流功率变换器的第一输入端[a]与可串并联切换的供电电源的第一输出端[b]相连接，双向直流功率变换器的第二输入端[c]与可串并联切换的供电电源第二输出端[d]相连接，可串并联切换的供电电源为双向直流功率变换器提供电能，双向直流功率变换器的第一输出端[e]与桥式逆变器的第一输入端[g]相连接，双向直流功率变换器的第二输出端[f]与桥式逆变器的第二输入端[h]相连接，桥式逆变器的第一连接点[M]与电机[LEG]的第一输入端[A]相连接，桥式逆变器的第二连接点[N]与电机[LEG]的第二输入端[B]相连接，双向直流功率变换器通过桥式逆变器为电机[LEG]提供电能，或者电机[LEG]通过桥式逆变器向双向直流功率变换器输出电能；所述可串并联切换的供电电源包括蓄电池[BAT]、第一超级电容器[UC1]、第二超级电容器[UC2]、第一功率开关管[K0]、第二功率开关管[K1]、第三功率开关管[K2]、第四功率开关管[K3]、第一二极管[KD0]、第二二极管[KD1]、第三二极管[KD2]、第四二极管[KD3]，所述第一超级电容器[UC1]、第二超级电容器[UC2]具有相同组成和相同初始状态；第一功率开关管[K0]的集电极与第一二极管[KD0]的负极相连接，二者接头处引出线与蓄电池[BAT]的正极相连接，第一功率开关管[K0]的发射极与第一二极管[KD0]的正极相连接，二者接头处引出线与第一超级电容器[UC1]的正极和第二功率开关管[K1]的集电极以及第二二极管[KD1]的负极相连接，且第二二极管[KD1]的负极为所述可串并联切换的供电电源的第一输出端[b]，第一超级电容器[UC1]的负极与第三功率开关管[K2]的集电极和第三二极管[KD2]的负极相连接，第三二极管[KD2]的负极与第四功率开关管[K3]的发射极以及第四二极管[KD3]的正极相连接，第三功率开关管[K2]的发射极和第三二极管[KD2]的正极相连接，二者接头处引出线与蓄电池[BAT]的负极相连接，蓄电池[BAT]的负极同时也与第二超级电容器[UC2]的负极相连接，第二超级电容器[UC2]的负极同时也为可串并联切换的供电电源的第二输出端[d]，第四功率开关管[K3]的集电极与第四二极管[KD3]的负极相连接，二者接头处引出线与第二超级电容器[UC2]的正极相连接，第二超级电容器[UC2]的正极同时还与第二功率开关管[K1]的发射极以及第二二极管[KD1]的正 极相连接。