储能技术紧密影响新能源产业的发展。储能具有消除昼夜峰谷差、实现平稳输出、峰调频、备用容量的作用,满足新能源发电稳定、安全接入电网的要求,有效减少弃风、弃光现象。这是一个典型的分布式储能系统结构:
功率转换系统在整个储能系统中(Power ConversionSystem, PCS)是核心部件。PCS 它是一种连接电池系统和交流电网的装置,由电力电子变换器组成 电池储能系统与外界能量交换的关键组成部分。
储能变流器的主要功能是实现电池与电网之间的能量交换,控制和管理电池的充放电。在并网系统中,变流器主要运行在电流源中(P/Q)该模式实现了各种充放电填充、频率调整、有功储备和无功支撑。同时,变流器还具有各种恒压、恒流和恒功率的充放电模式。
储能变流系统的主要功能是实现电网与电池之间的电能转换,监控和管理交换过程。该系统包括电池、电池管理设备和能源管理设备,通常配备隔离变压器和辅助供电设备。示意图如下
系统中电池(Bat)侧 1 道路输入,输出为三相三线输出,主功率原理框图如图所示:
储能变流器支持并网和离网。
在并网运行中,储能变流器交流侧连接电网,直流侧连接电池。配合电网调度系统,参与电网调压调频,实现电网负荷的峰值填充。根据所选的运行模式,电池可以充放电恒压、恒流和恒功率。
在离网运行中,储能变流器直流侧连接电池,系统可输出固定频率和有效值的三相交流电压,实现交流侧负荷的连续供电。
让我们来看看1000/630kW储能变流器
直流侧参数 |
最大直流功率 (kW) |
693kW |
直流母线的最高电压 (V) |
1000V |
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直流侧最大电流 (A) |
1195A |
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直流电压工作范围 (V) |
550 ~ 1000V |
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满载工作范围 (V) |
580 ~ 850V |
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直流电压纹波系数 (%) |
<2% |
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交流参数 (并网) |
额定功率 (kW) |
630kW |
最大输出功率 (kW) |
693kW |
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额定输出电流 |
957A |
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最大输出电流 |
1148A |
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交流接入方式 |
三相三线 |
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隔离方式 |
无隔离 |
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无功范围 (kvar) |
-630kvar ~ 630kvar |
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额定电网电压 (V) |
380V |
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额定电网频率 (Hz) |
50Hz/60Hz |
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允许频率偏差(Hz) |
±2Hz |
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电流总谐波畸变率 (%) |
<3%(额定功率) |
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功率因数 |
-1 ~ 1 |
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充放电转换时间 (ms) |
<30ms |
在变流器中,直流侧和交流侧的电流超过1万A,在这种大电流的系统中,一般会使用电流互感器来检测电流。
此外,250广泛应用于实际储能变流器和光伏逆变器kW产品,小容量光伏逆变器到1kW下面。这样,设备中需要检测的电流将从5开始A到1000A在不同的测量范围内,如何选择合适的设备来检测电流是一个关键问题。
CH701电流传感器IC,它是工业、汽车、商业和通信系统中交流或直流电流传感的经济和准确的解决方案。小包装是有限空间应用的理想选择,节省了电路板面积的成本。典型的应用包括电机控制、负载检测和管理、开关电源和过流故障保护。
参考文章霍尔传感器芯片?
CH701可以检测到50A峰值电流。
如果需要检测更大的电流和更高的隔离电压,可以选择电流范围更大的产品,如16脚CH701W系列,电流范围可达70A,绝缘耐压可达48000Vrms:
可选择直插式电流传感器
<>CH704 是专为大电流检测应用开发的隔离集成式电流传感芯片。CH704 内置 0.1 mΩ 的初级导体电阻,有效降低芯片发热支持大电流检测:±50A, ±100A, ±150A, ±200A。其内部集成独特的温度补偿电路以实现芯片在 -40 到150度全温范围内良好的一致性。出厂前芯片已做好灵敏度和静态(零电流)输出电压的校准,在全温度范围内提供 ±2% 的典型准确性。参考文章:意瑞半导体推出250A霍尔电流传感器产品,可以替换Allegro的ACS758/ACS770/ACS772
可以选用线性霍尔加磁环的方式,使用可编程的霍尔传感器,能够实现高达1500A的电流检测。
例如:CHI612 可编程线性霍尔芯片,支持 5V 单电源供电。120 kHz带宽,< 3us 响应时间,0.8 – 24 mV/G 可编程,全温-40到150度范围内可实现 2% 精度。芯片出厂前完成静态(零电流)输出电压的校准。
参考文章:国产汽车级可编程线性霍尔传感器CHA611,可以替代Allegro的A1363系列产品,解决汽车级芯片缺货难题
总之,使用,对于双向变流器和光伏逆变器,总会有合适的方式来检测电流。如果有这方面的经验或需求,可以相互交流。
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