[发明专利]一种含Z源网络的电池储能功率转换系统及其控制方法

权利要求书

1.一种含Z源网络的电池储能功率转换系统，其特征在于，所述功率转换系统包括锂电池系统、Z源网络、双向DC/AC变流器、滤波电路和DSP芯片；所述锂电池系统、Z源网络、双向DC/AC变流器、滤波电路依次连接；

所述锂电池系统用于电能的存储与释放；

所述的Z源网络用于调节锂电池系统充电电压和放电电压；

所述锂电池系统的直流输出和输入经过Z源网络调节后通过双向DC/AC变流器转换为三相交流输出；所述双向DC/AC变流器输出通过滤波电路滤波后连接到电网，采用DSP芯片的SVPWM调制技术控制双向DC/AC变流器；

所述双向DC/AC变流器用于将直流电压输出转换为三相交流电压输出；

所述滤波电路是用于滤除所述双向DC/AC变流器的交流电压输出谐波；

所述DSP芯片用于对所述锂电池系统、Z源网络和双向DC/AC变流器的控制。

2.如权利要求1所述的含Z源网络的电池储能功率转换系统，其特征在于，所述锂电池系统通过Z源网络连接到双向DC/AC变流器的直流端；所述双向DC/AC变流器的交流端连接滤波电路；所述DSP 芯片通过隔离驱动电路连接到双向DC/AC变流器的电子开关器件。

3.如权利要求2所述的含Z源网络的电池储能功率转换系统，其特征在于，所述隔离驱动电路包括隔离器和驱动器。

4.如权利要求1所述的含Z源网络的电池储能功率转换系统，其特征在于，所述锂电池系统由锂电池单体串并联组成。

5.如权利要求4所述的含Z源网络的电池储能功率转换系统，其特征在于，在所述锂电池系统和Z源网络之间设有IGBT模块S₇。

6.如权利要求1所述的含Z源网络的电池储能功率转换系统，其特征在于，所述Z源网络的拓扑为升降压拓扑，所述Z源网络包括两个等值电感和两个等值电容；所述两个等值电容呈X形放置，所述两个等值电容之间不连接；每个等值电容一端均连接一个等值电感，每个等值电容另一端均连接另一等值电感。

7.如权利要求6所述的含Z源网络的电池储能功率转换系统，其特征在于，所述两个等值电感分别用L₁和L₂表示；所述两个等值电容分别用C₁和C₂表示。

8.如权利要求1所述的含Z源网络的电池储能功率转换系统，其特征在于，所述滤波电路为LCL滤波器；所述LCL滤波器包括三组串联电感组和三个电容；所述三组串联电感组并联；每组串联电感组包括串联的两个电感；

所述三组串联电感组的三端分别连接双向DC/AC变流器三相的交流输出端；所述串联电感组的另外三端连接电网；

所述三个电容并联；每个电容的一端分别与另两个电容的一端相互连接形成公共端；每个电容的另一端分别连接三组串联电感组的公共端。

9.如权利要求1所述的含Z源网络的电池储能功率转换系统，其特征在于，所述双向DC/AC变流器包括三相六桥臂；每个桥臂由IGBT模块组成；所述IGBT模块由反并联的IGBT芯片和二极管组成。

10.如权利要求9所述的含Z源网络的电池储能功率转换系统，其特征在于，每相上下两个桥臂的IGBT模块或同时导通。

11.如权利要求9中任一项所述的含Z源网络的电池储能功率转换系统，其特征在于，所述三相六桥臂均与隔离驱动电路连接；所述IGBT模块S₇与隔离驱动电路连接。

12.一种含Z源网络的电池储能功率转换系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括下述步骤：

（1）所述DSP芯片实时监测锂电池系统并控制其充放电；

（2）所述DSP芯片监测Z源网络；

（3）所述DSP芯片监测双向DC/AC变流器。

13.如权利要求12所述的含Z源网络的电池储能功率转换系统的控制方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述DSP芯片监测所述锂电池系统的荷电状态SOC、充电电流I_C、充电电压V_C、放电电流I_D和放电电压V_D，判断各监测量是否越限，当有任意一个监测量越限时，锂电池系统不动作。