储能双向变流器（PCS)设备中的电流检测方法
时间：2023-02-11 19:00:00
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。
电流检测可分为几个范围。
1，检测5A到70A直流或交流电流。
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：
2，检测50A到200A直流或交流电流。
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
3，检测200A到1000A以上的直流或交流电流。
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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