[实用新型]直流总线三重Buck-Boost双向DC-DC稳压储能系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种储能节能技术，特别涉及一种直流总线三重Buck-Boost双向DC-DC稳压储能系统。

背景技术

近年来，建筑行业得到了长足发展，电梯也得到越来越广泛的应用，而作为耗能大户的电梯其运行能耗十分惊人，通常情况下，一部普通电梯的日用电量在50KWH～150KWH之间，如果按照平均日用电量90KWH计算，到2011年年末，全国每年电梯耗电总量将达到430亿千瓦时以上，耗电量十分巨大。因此，对于电梯节能控制技术的研究，是具有十分重要的社会意义和经济价值的。

根据电梯运行原理，电梯减速制动时，电机处于发电工作状态。目前电梯一般将制动产生的能量回馈到变流系统直流环节的电容中存储，为防止变流系统中直流侧过压，对于这部分反馈制动能量，现有技术往往是将其通过大功率电阻耗散掉，这样不仅对能量造成大量浪费，同时由于电阻耗能会产生大量热能，为了避免因高温对电梯机房其他部分组件产生消极影响还需要装空调等散热设备，这会导致能量的二次浪费。

对于电梯制动所产生的能量，一种能量存储节约技术是通过能量回馈装置将其回馈至外部交流电网，但是在进行实时回馈时，回馈的能量难以保证与电网保持同频率同相位，而且回馈成分中的高频部分会对电网的稳定性产生冲击，对电网造成“污染”，电梯制动能量回馈的不连续性也难以保证回馈能量的质量。因此需要一种新的、更为有效的能量存储方法。

发明内容

本实用新型是针对电梯制动所产生的能量回馈电网时会造成对电网稳定性的冲击的问题，提出了一种直流总线三重Buck-Boost双向DC-DC稳压储能系统，利用三重Buck-Boost拓扑电路，实现对交直交变流系统直流总线侧电压的稳压及储能的作用，在不同环境下能实现充电和放电两种功能，实现能量的双向流动。

本实用新型的技术方案为：一种直流总线三重Buck-Boost双向DC-DC稳压储能系统，包括微处理器，检测与调理电路，通讯模块及其接口电路，显示电路，三重Buck-Boost电路和储能器，检测与调理电路采集外部交流电网的电压和电流信号以及储能器的电压和电流信号，并将采样信号进行处理后输入微处理器，微处理器与通讯模块及其接口电路进行数据传输，微处理器输出PWM信号控制三重Buck-Boost电路的开关器件，三重Buck-Boost电路输出控制储能器的充放电，微处理器将数据送显示电路显示。

所述三重Buck-Boost电路由6个IGBT和3个储能电感组成，6个IGBT每两个串联为一组，三组并联在直流总线上，三组IGBT的控制信号有脉冲驱动信号两两平移120度形成，每组的两个串联IGBT的连接点接一个储能电感。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型直流总线三重Buck-Boost双向DC-DC稳压储能系统，当负载电机发电、变流系统直流总线侧电压升高时，系统工作在Buck模式，对直流总线侧电压进行储能并有稳压的作用；当电机处于电动状态，通过控制策略的变换，使系统工作在Boost模式，给电机提供能量，从而减少电机从电网中吸收的电量，因此本系统实现了“绿色节能”的目标。本系统不仅能适用于电梯节能中，同样也能用于起重机控制、轨道交通电力系统控制以及新能源汽车等领域。而且使用简单，只需将本实用新型并联于变流系统直流总线上即可。

附图说明

图1为本实用新型直流总线三重Buck-Boost双向DC-DC稳压储能系统与电梯控制系统连接图；

图2为本实用新型直流总线三重Buck-Boost双向DC-DC稳压储能系统控制结构图；

图3为本实用新型直流总线三重Buck-Boost双向DC-DC稳压储能系统硬件结构图；

图4为本实用新型直流总线三重Buck-Boost双向DC-DC稳压储能系统拓扑结构图。

具体实施方式

如图1所示，是本实用新型与电梯控制系统连接图，本实用新型的使用比较简单，只需将本系统的两个输入端并联于变流系统直流母线电容两端即可。

如图 2 所示，是本实用新型利用模糊控制实现电流闭环的结构图，利用模糊规则，产生最合适的脉冲信号去控制IGBT的通断，使储能器的充放电电流满足要求。由于模糊控制具有自适应调节能力，因此本系统抗干扰能力强。图2中，Iref为电流的给定值，I为实测电流值。