一种分布式储能聚合控制器

1.本实用新型属于控制器技术领域，尤其涉及一种分布式储能聚合控制器。


背景技术：

2.随着新能源技术的快速发展，新能源汽车以及逐渐大规模开展的乡村储能聚合中农村的电动三轮车的电能主要有电池来供给，未来新能源电车以及电动三轮车的电池储能，将作为实现对电网消峰填谷的重要环节，传统的储能控制装置响应速度虽然快，但是当这种大规模电池储能接入电网之后，电力电子装置过快的响应速度会导致系统惯量和阻尼的缺失，在充放电不平衡，不确定性的情况下会对电网有一定的冲击和频率波动。


技术实现要素：

3.本实用新型就是针对上述问题，提供一种分布式储能聚合控制器。
4.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，本实用新型包括充电接口、充电枪、ac/dc转换器、dc/dc转换器、储能电池、直流源和虚拟同步电机，其特征在于充电接口与ac/dc转换器的输入端口相连，ac/dc转换器的输出端口与充电枪的输入端口相连，充电枪的输出端口与dc/dc转换器的输入端口相连，dc/dc转换器的输出端口与储能电池相连，储能电池与直流源的输入端口相连，直流源的输出端口接虚拟同步电机。
5.作为一种优选方案，本实用新型所述ac/dc转换器包括nmos管vt3～vt6，vt3的漏极分别与充电接口、vt5的漏极相连，vt3的源极分别与vt4的漏极、电容c3一端、充电枪的输入端正极、电容c1负极、二极管d1阳极相连，d1阴极分别与电阻r8一端、vt3栅极相连，r8另一端分别与电阻r9一端、npn三极管vt1集电极相连，vt1发射极分别与地、电阻r2一端相连，r2另一端分别与电阻r1一端、vt1基极相连，r9另一端分别与c1正极、二极管d2阴极相连，二极管d2阳极接+12v；
6.r1另一端分别与tl494芯片的11脚、电阻r3一端、二极管d6阴极、电阻r10一端相连，r10另一端分别与二极管d6阳极、vt4栅极相连，vt4源极接地；r3另一端分别与+12v、电阻r4一端相连，r4另一端分别与tl494芯片的8脚、电阻r5一端、二极管d5阴极、电阻r7一端相连，r7另一端分别与二极管d5阳极、vt6栅极相连，vt6源极接地，vt6漏极分别与vt5源极、c3另一端、充电枪输入端负极、二极管d3阳极、电容c2一端相连，c2另一端分别与电阻r12一端、二极管d4阴极相连，d4阳极接+12v，r12另一端分别与电阻r11一端、npn三极管vt2集电极相连，r11另一端分别与d3阴极、vt5栅极相连，vt2发射极接地，vt2基极分别与r5另一端、电阻r6一端相连。
7.作为另一种优选方案，本实用新型所述dc/dc转换器包括nmos管t1～t4，t1栅极接nmos管t5的漏极，t1漏极分别与充电枪输出端正极、t3漏极、电容c6一端、电容c7一端相连，c6另一端分别与电容c4一端、电容c5一端、地、t2源极、t4源极相连，t2的漏极分别与t1源极、电感l2一端相连，l2另一端分别与t3源极、t4漏极、c7另一端、c4另一端、电感l1一端相连，l1另一端分别与电容c5另一端、充电枪输出端负极相连。
8.另外，本实用新型所述dc/dc转换器的驱动部包括ir2110芯片，ir2110芯片的10脚分别与npn三极管n2发射极、pnp三极管p1发射极相连，n2集电极分别与电阻r14一端、二极管d11阳极相连，二极管d11阴极分别与ir2110的6脚、电容c9一端相连，c9另一端分别与c10一端、地相连，c10另一端接ir2110的5脚，ir2110的1脚接t2的栅极，ir2110的7脚接t1的栅极；ir2110的2脚通过电容c11分别与电容c12一端、地相连，c12另一端接ir2110芯片的3脚；
9.n2基极分别与p1基极、电阻r14另一端、npn三极管n1集电极相连，n1发射极分别与地、p1集电极相连，n1基极通过电阻r13接储能电池负极，ir2110的9脚通过电容c8分别与ir2110的11脚、ir2110的13脚、地相连；ir2110的12脚分别与npn三极管n4发射极、pnp三极管p2发射极相连，n4基极分别与p2基极、npn三极管n3集电极、电阻r15一端相连，r15另一端接n4集电极，n3发射极分别与地、p2集电极相连，n3基极通过电阻r16接dsp控制器。
10.本实用新型有益效果。
11.本实用新型将蓄电池的电转换为市电相同的ac220v交流电。dc/dc转换器将充电枪的直流电12v降压为转换为储能电池的直流电源值。
12.虚拟同步电机有效避免了电流响应过快产生的问题，在电动汽车储能系统向电网放电时，电流能在虚拟同步电机的作用下进行缓冲,避免电网出现频率波动。在进行直流源到虚拟同步电机时，有效避免了电流响应过快产生的问题，在电动汽车储能系统向电网放电时，电流能在虚拟同步电机的作用下进行缓冲,避免电网出现频率波动。
附图说明
13.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。
14.图1是本实用新型结构示意图。
具体实施方式
15.如图所示，本实用新型包括充电接口、充电枪、ac/dc转换器、dc/dc转换器、储能电池、直流源（可采用n39400直流源，直流源就是dc/dc转换电路，将储能电池的低压直流变为高压直流）和虚拟同步电机（即vsg，该虚拟同步电机，主电路为三相逆变电路，其中l部分为滤波电感，c为滤波电容，ls为vsg部分的与微电网的连接电抗，ea，eb，ec为vsg接入点的三相电压。对滤波器中的电流、电压进行检测，并将这些信号分别反馈至功率控制器和励磁控制器，对vsg的输入机械功率和励磁电功势的指令进行调整，进而实现系统功率的平衡和电压以及频率的稳定），其特征在于充电接口与ac/dc转换器的输入端口相连，ac/dc转换器的输出端口与充电枪的输入端口相连，充电枪的输出端口与dc/dc转换器的输入端口相连，dc/dc转换器的输出端口与储能电池相连，储能电池与直流源的输入端口相连，直流源的输出端口接虚拟同步电机。
16.所述ac/dc转换器包括nmos管vt3～vt6，vt3的漏极分别与充电接口、vt5的漏极相连，vt3的源极分别与vt4的漏极、电容c3一端、充电枪的输入端正极、电容c1负极、二极管d1阳极相连，d1阴极分别与电阻r8一端、vt3栅极相连，r8另一端分别与电阻r9一端、npn三极管vt1集电极相连，vt1发射极分别与地、电阻r2一端相连，r2另一端分别与电阻r1一端、vt1基极相连，r9另一端分别与c1正极、二极管d2阴极相连，二极管d2阳极接+12v；
17.r1另一端分别与tl494芯片（tl494芯片其它引脚连接电路并未在图1中画出，tl494芯片引脚的连接方式是公知常识）的11脚、电阻r3一端、二极管d6阴极、电阻r10一端相连，r10另一端分别与二极管d6阳极、vt4栅极相连，vt4源极接地；r3另一端分别与+12v、电阻r4一端相连，r4另一端分别与tl494芯片的8脚、电阻r5一端、二极管d5阴极、电阻r7一端相连，r7另一端分别与二极管d5阳极、vt6栅极相连，vt6源极接地，vt6漏极分别与vt5源极、c3另一端、充电枪输入端负极、二极管d3阳极、电容c2一端相连，c2另一端分别与电阻r12一端、二极管d4阴极相连，d4阳极接+12v，r12另一端分别与电阻r11一端、npn三极管vt2集电极相连，r11另一端分别与d3阴极、vt5栅极相连，vt2发射极接地，vt2基极分别与r5另一端、电阻r6一端相连。
18.所述dc/dc转换器包括nmos管t1～t4，t1栅极接nmos管t5的漏极，t1漏极分别与充电枪输出端正极、t3漏极、电容c6一端、电容c7一端相连，c6另一端分别与电容c4一端、电容c5一端、地、t2源极、t4源极相连，t2的漏极分别与t1源极、电感l2一端相连，l2另一端分别与t3源极、t4漏极、c7另一端、c4另一端、电感l1一端相连，l1另一端分别与电容c5另一端、充电枪输出端负极相连。
19.所述dc/dc转换器的驱动部包括ir2110芯片，ir2110芯片的10脚分别与npn三极管n2发射极、pnp三极管p1发射极相连，n2集电极分别与电阻r14一端、二极管d11阳极相连，二极管d11阴极分别与ir2110的6脚、电容c9一端相连，c9另一端分别与c10一端、地相连，c10另一端接ir2110的5脚，ir2110的1脚接t2的栅极，ir2110的7脚接t1的栅极；ir2110的2脚通过电容c11分别与电容c12一端、地相连，c12另一端接ir2110芯片的3脚；
20.n2基极分别与p1基极、电阻r14另一端、npn三极管n1集电极相连，n1发射极分别与地、p1集电极相连，n1基极通过电阻r13接储能电池负极，ir2110的9脚通过电容c8分别与ir2110的11脚、ir2110的13脚、地相连；ir2110的12脚分别与npn三极管n4发射极、pnp三极管p2发射极相连，n4基极分别与p2基极、npn三极管n3集电极、电阻r15一端相连，r15另一端接n4集电极，n3发射极分别与地、p2集电极相连，n3基极通过电阻r16接dsp控制器。
21.控制器（型号）为dsp信号处理器，控制器中输出pwm脉冲波分成四个控制信号，发送到驱动模块电路1的r13,r16和驱动模块2的r13,r16再经过晶体管组成的电流进行第一次信号放大，信号经过第一次放大后输出到ir2110进行第二次的信号放大，驱动nmos管t1导通和关断，当控制器的信号为高时dc/dc中的t1先进行导通，此时输入电源给电感l2和l1充电，当第四路控制信号为高时，也就是驱动电路模块的r16的输出信号为高时，驱动电路模块2中的ir2110的7端口控制t3的导通，t1关断，给l1，c5以及储能电池充电，当t1和t3关断，t2和t4导通l1的电流通过t2和t4形成续流，经过上述的过程完成降压转化功能，并给储能电池充电。其中dc/dc转换器中为了降低开关损耗，采用l2,c4,c5元器件实现软开关的打开方式。c6为滤波电容进行输入电源的滤波作用。
22.对于驱动部中芯片ir211010端口为高电平双通道驱动 12端口为逻辑低端输入，而对于1端口是低端输出对于7端口为高端输出，ir2110芯片中保护信号输入端（11端口：sd)，高电平时，输出信号全封锁，对应的输出恒为低电平，当接入低电平时，输出信号跟随hin(10端口）和lin（12端口)变化。高电频的11端口为芯片输出的全封锁作用，输出的两个通道都是低电平，且输出跟着10端口和12端口的变化而变化，d11反并联的二极管，起到的是对电路的优化作用。n2,p1,n1与n4，p2,n3组成的晶体管电路部分让微弱的电流进行信号
的放大处理。
23.可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种分布式储能聚合控制器，包括充电接口、充电枪、ac/dc转换器、dc/dc转换器、储能电池、直流源和虚拟同步电机，其特征在于充电接口与ac/dc转换器的输入端口相连，ac/dc转换器的输出端口与充电枪的输入端口相连，充电枪的输出端口与dc/dc转换器的输入端口相连，dc/dc转换器的输出端口与储能电池相连，储能电池与直流源的输入端口相连，直流源的输出端口接虚拟同步电机。2.根据权利要求1所述一种分布式储能聚合控制器，其特征在于所述ac/dc转换器包括nmos管vt3～vt6，vt3的漏极分别与充电接口、vt5的漏极相连，vt3的源极分别与vt4的漏极、电容c3一端、充电枪的输入端正极、电容c1负极、二极管d1阳极相连，d1阴极分别与电阻r8一端、vt3栅极相连，r8另一端分别与电阻r9一端、npn三极管vt1集电极相连，vt1发射极分别与地、电阻r2一端相连，r2另一端分别与电阻r1一端、vt1基极相连，r9另一端分别与c1正极、二极管d2阴极相连，二极管d2阳极接+12v；r1另一端分别与tl494芯片的11脚、电阻r3一端、二极管d6阴极、电阻r10一端相连，r10另一端分别与二极管d6阳极、vt4栅极相连，vt4源极接地；r3另一端分别与+12v、电阻r4一端相连，r4另一端分别与tl494芯片的8脚、电阻r5一端、二极管d5阴极、电阻r7一端相连，r7另一端分别与二极管d5阳极、vt6栅极相连，vt6源极接地，vt6漏极分别与vt5源极、c3另一端、充电枪输入端负极、二极管d3阳极、电容c2一端相连，c2另一端分别与电阻r12一端、二极管d4阴极相连，d4阳极接+12v，r12另一端分别与电阻r11一端、npn三极管vt2集电极相连，r11另一端分别与d3阴极、vt5栅极相连，vt2发射极接地，vt2基极分别与r5另一端、电阻r6一端相连。3.根据权利要求1所述一种分布式储能聚合控制器，其特征在于所述dc/dc转换器包括nmos管t1～t4，t1栅极接nmos管t5的漏极，t1漏极分别与充电枪输出端正极、t3漏极、电容c6一端、电容c7一端相连，c6另一端分别与电容c4一端、电容c5一端、地、t2源极、t4源极相连，t2的漏极分别与t1源极、电感l2一端相连，l2另一端分别与t3源极、t4漏极、c7另一端、c4另一端、电感l1一端相连，l1另一端分别与电容c5另一端、充电枪输出端负极相连。4.根据权利要求1所述一种分布式储能聚合控制器，其特征在于所述dc/dc转换器的驱动部包括ir2110芯片，ir2110芯片的10脚分别与npn三极管n2发射极、pnp三极管p1发射极相连，n2集电极分别与电阻r14一端、二极管d11阳极相连，二极管d11阴极分别与ir2110的6脚、电容c9一端相连，c9另一端分别与c10一端、地相连，c10另一端接ir2110的5脚，ir2110的1脚接t2的栅极，ir2110的7脚接t1的栅极；ir2110的2脚通过电容c11分别与电容c12一端、地相连，c12另一端接ir2110芯片的3脚；n2基极分别与p1基极、电阻r14另一端、npn三极管n1集电极相连，n1发射极分别与地、p1集电极相连，n1基极通过电阻r13接储能电池负极，ir2110的9脚通过电容c8分别与ir2110的11脚、ir2110的13脚、地相连；ir2110的12脚分别与npn三极管n4发射极、pnp三极管p2发射极相连，n4基极分别与p2基极、npn三极管n3集电极、电阻r15一端相连，r15另一端接n4集电极，n3发射极分别与地、p2集电极相连，n3基极通过电阻r16接dsp控制器。

技术总结
一种分布式储能聚合控制器属于控制器技术领域，尤其涉及一种分布式储能聚合控制器。本实用新型提供一种分布式储能聚合控制器。本实用新型包括充电接口、充电枪、AC/DC转换器、DC/DC转换器、储能电池、直流源和虚拟同步电机，其特征在于充电接口与AC/DC转换器的输入端口相连，AC/DC转换器的输出端口与充电枪的输入端口相连，充电枪的输出端口与DC/DC转换器的输入端口相连，DC/DC转换器的输出端口与储能电池相连，储能电池与直流源的输入端口相连，直流源的输出端口接虚拟同步电机。直流源的输出端口接虚拟同步电机。直流源的输出端口接虚拟同步电机。


技术研发人员：吴锦铭 许傲然 叶鹏 那正 姜竹楠
受保护的技术使用者：沈阳工程学院
技术研发日：2023.03.02
技术公布日：2023/8/13