一种厂用直流蓄电池能量回收系统及方法与流程

1.本发明涉及厂用电流的技术领域，尤其涉及一种厂用直流蓄电池能量回收系统及方法。


背景技术：

2.在发电厂直流系统中，蓄电池扮演着及其重要的角色。当400v低压交流厂用系统失电，直流充电装置故障，所有直流动力、控制负荷由蓄电池供电，这些动力、控制负荷包括：直流电机、电磁机构、保护装置、控制、通讯、事故照明灯。
3.虽然直流蓄电池属于直流系统备用电源，平时处于浮充状态，但在事故状态下蓄电池是直流系统唯一电源点。为了测试直流蓄电池性能，需要定时对直流蓄电池进行放电试验，目前广泛采用电阻放电装置以10c倍率放电，这不仅会造成电能白白浪费，还会引起电阻放电装置发热，需要专人看守，增加了工作量也有安全隐患。


技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
5.鉴于上述现有厂用直流蓄电池能量回收系统及方法存在的问题，提出了本发明。
6.因此，本发明目的是提供一种厂用直流蓄电池能量回收系统及方法，其采用dc/ac逆变装置、工频变压器、锁相环实现厂用直流蓄电池放电试验时能量回收。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种厂用直流蓄电池能量回收系统及方法，该系统包括直流蓄电池单元、dc/ac逆变单元、工频锁相单元及厂用交流系统，其中，直流蓄电池单元，与输电线路连接，包括蓄电池组、与所述蓄电池组连接的蓄电池正极并网开关和蓄电池负极并网开关；dc/ac逆变单元，与所述直流蓄电池单元连接，包括dc/ac逆变器、与所述dc/ac逆变器连接的正极开关和负极开关；工频变压锁相单元，与所述dc/ac逆变单元连接，包括工频变压器、与所述工频变压器连接的pll锁相环；以及，厂用交流系统，与所述工频变压锁相单元连接。
8.作为本发明所述厂用直流蓄电池能量回收系统及方法的一种优选方案，其中：所述蓄电池组正极通过所述蓄电池正极并网开关与220v输电线路正极连接，其负极通过蓄电池负极并网开关与220v输电线路负极连接。
9.作为本发明所述厂用直流蓄电池能量回收系统及方法的一种优选方案，其中：所述dc/ac逆变器与直流蓄电池单元连接，所述dc/ac逆变器直流侧正极通过所述正极开关与蓄电池组相连，其连接点处于所述蓄电池正极并网开关和蓄电池组之间，所述dc/ac逆变器直流侧负极通过所述负极开关与蓄电池组相连，其连接点处于所述蓄电池负极并网开关和蓄电池组之间。
10.作为本发明所述厂用直流蓄电池能量回收系统及方法的一种优选方案，其中：所
述工频变压器低压侧与dc/ac逆变器交流侧三相输电线路相连，其高压侧与所述pll锁相环相连。
11.作为本发明所述厂用直流蓄电池能量回收系统及方法的一种优选方案，其中：所述pll锁相环与厂用交流系统400v交流电线连接，且其将相位信息传输至所述dc/ac逆变器系统内。
12.作为本发明所述厂用直流蓄电池能量回收系统及方法的一种优选方案，其中：所述蓄电池组进行放电试验时，首先断开所述蓄电池正极并网开关与蓄电池负极并网开关，然后闭环所述正极开关与负极开关。
13.作为本发明所述厂用直流蓄电池能量回收系统及方法的一种优选方案，其中：所述dc/ac逆变器将v直流电逆变成相电压为155.59v的交流电，所述工频变压器将相电压为155.59v的交流电升压至230.94v交流电。
14.作为本发明所述厂用直流蓄电池能量回收系统及方法的一种优选方案，其中：采用所述pll锁相环实时采集abc三相交流电相位信息，将此相位信息传输至所述dc/ac逆变器控制系统，实时调整逆变元器件开合角度，实现无暂态冲击并网。
15.作为本发明所述厂用直流蓄电池能量回收系统及方法的一种优选方案，其中：将与所述400v厂用交流系统abc三相相位一致的交流电传输至所述厂用交流系统中，实现厂用直流蓄电池能量回收。
16.作为本发明所述厂用直流蓄电池能量回收系统及方法的一种优选方案，其中：所述厂用交流系统内存在至少三条线路与所述pll锁相环abc三相交流电对应。
17.本发明的有益效果：
18.厂用直流蓄电池放电试验时，厂用直流蓄电池单元连接dc/ac逆变单元，将220v直流电转换为相电压为155.59v的交流电，dc/ac逆变单元连接有工频变压锁相单元，将相电压为155.59v的交流电升压至230.94v交流电且与400v厂用交流系统电压一致，最后将回收后的电能传输至所述400v厂用交流系统，与现有技术相比，本发明至少具有实现厂用直流蓄电池放电试验电能回收，避免电能浪费、厂用直流蓄电池放电试验时，无需专人看守，系统自动运行，安全性较高、采用锁相环装置，避免接入厂用400v交流电网非同期并网现象，提高厂用电系统安全性等优点。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
20.图1为本发明厂用直流蓄电池能量回收系统及方法的整体结构示意图。
具体实施方式
21.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
22.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以
采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
23.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
24.再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
25.实施例1
26.参照图1，为本发明第一个实施例，提供了一种厂用直流蓄电池能量回收系统及方法，此系统包括直流蓄电池单元100、dc/ac逆变单元200、工频变压锁相单元300和厂用交流系统400，其中，直流蓄电池单元100，与输电线路连接，包括蓄电池组101、与所述蓄电池组101连接的蓄电池正极并网开关102和蓄电池负极并网开关103；dc/ac逆变单元200，与所述直流蓄电池单元100连接，包括dc/ac逆变器201、与所述dc/ac逆变器201连接的正极开关202和负极开关203；工频变压锁相单元300，与所述dc/ac逆变单元200连接，包括工频变压器301、与所述工频变压器301连接的pll锁相环302；以及，厂用交流系统400，与所述工频变压锁相单元300连接。
27.蓄电池组101正极通过所述蓄电池正极并网开关102与220v输电线路正极连接，其负极通过蓄电池负极并网开关103与220v输电线路负极连接。所述dc/ac逆变器201与直流蓄电池单元100连接，所述dc/ac逆变器201直流侧正极通过所述正极开关202与蓄电池组101相连，其连接点处于所述蓄电池正极并网开关102和蓄电池组101之间，所述dc/ac逆变器201直流侧负极通过所述负极开关203与蓄电池组101相连，其连接点处于所述蓄电池负极并网开关103和蓄电池组101之间。
28.工频变压器301低压侧与dc/ac逆变器201交流侧三相输电线路相连，其高压侧与所述pll锁相环302相连。所述pll锁相环302与厂用交流系统400内400v交流电线连接，且其将相位信息传输至所述dc/ac逆变器201系统内。
29.直流蓄电池单元100用于进行放电试验，对输电线路内的电流进行收集储存，dc/ac逆变单元200将直流蓄电池单元100内的电源转变为交流电并升压，工频变压锁相单元300实时采集abc三相交流电相位信息，实时调整逆变元器件开合角度，实现无暂态冲击并网。厂用交流系统400用于收集蓄电池能量，实现厂用直流蓄电池能量回收。
30.蓄电池组101用于收集厂用直流电，蓄电池正极并网开关102和蓄电池负极并网开关103和蓄电池组101的正极与负极连接，控制蓄电池组101的收电开关，dc/ac逆变器201将220v直流电逆变成相电压为155.59v的交流电，正极开关202和负极开关203控制dc/ac逆变单元200、工频变压锁相单元300和厂用交流系统400之间的回路开启与关闭，工频变压器301用于对收集的电压进行升压，pll锁相环302采集abc三相交流电相位信息，并将此相位信息传输至dc/ac逆变器201内。
31.实施例2
32.参照图1，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是：蓄电池组101进行放电试验时，首先断开所述蓄电池正极并网开关102与蓄电池负极并网开关103，
然后闭环所述正极开关202与负极开关203。所述dc/ac逆变器201将220v直流电逆变成相电压为155.59v的交流电，所述工频变压器301将相电压为155.59v的交流电升压至230.94v交流电。采用所述pll锁相环302实时采集abc三相交流电相位信息，将此相位信息传输至所述dc/ac逆变器201控制系统，实时调整逆变元器件开合角度，实现无暂态冲击并网。将与所述400v厂用交流系统400abc三相相位一致的交流电传输至所述厂用交流系统400中，实现厂用直流蓄电池能量回收。
33.相较于实施例1，进一步的，蓄电池组101正极通过蓄电池组正极并网开关102与220v直流系统正极相连，蓄电池组101负极通过蓄电池组负极并网开关103与220v直流系统负极相连。dc/ac逆变器201直流侧正极通过厂用直流蓄电池能量回收系统正极开关202与蓄电池组101正极相连，dc/ac逆变器201直流侧负极通过厂用直流蓄电池能量回收系统负极开关203与蓄电池组101负极相连。工频变压器301低压侧与dc/ac逆变器201交流侧三相输电线路相连，pll锁相环302与工频变压器301高压侧相连。400v厂用交流系统400abc三相与pll锁相环302相连。
34.蓄电池组101进行放电试验时，首先断开蓄电池组正极并网开关102与蓄电池组负极并网开关103，然后闭环厂用直流蓄电池能量回收系统正极开关202与厂用直流蓄电池能量回收系统负极开关203。
35.dc/ac逆变器201将220v直流电逆变成相电压为155.59v的交流电，工频变压器301将相电压为155.59v的交流电升压至230.94v交流电。本发明进一步改进在于，为了实现直流蓄电池逆变回收而来电能无冲击并网，采用pll锁相环302实时采集abc三相交流电相位信息，将此相位信息传输至dc/ac逆变器201控制系统，实时调整逆变元器件开合角度，实现无暂态冲击并网，将与400v厂用交流系统400abc三相相位一致的交流电传输至400v厂用交流系统400中，实现厂用直流蓄电池能量回收。
36.与现有技术相比，本发明至少具有如下有益的技术效果：
37.1.本发明可以实现厂用直流蓄电池放电试验电能回收，避免电能浪费。
38.2.厂用直流蓄电池放电试验时，无需专人看守，系统自动运行，安全性较高。
39.3.本发明采用锁相环装置，避免接入厂用400v交流电网非同期并网现象，提高厂用电系统安全性。
40.其余结构与实施例1的结构相同。
41.重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本技术的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而
是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
42.此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。
43.应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
44.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。