一芯拿捏丨APM32F107单相并网储能变流器应用方案

随着储能技术与政策的加速完善，储能系统组件也迎来市场化发展的基础条件，其中储能变流器PCS作为储能系统管理与电网的组件之一，应用需求随之日益增长。
 
储能变流器

储能变流器作为储能系统的核心部件之一，不但控制电池组的充放电过程，实现交/直流变换，而且在无电网情况下，可直接为交流负荷供电。储能变流器中的控制单元在接收到后台指令后，通过功率指令的符号、大小控制变流器对电池充电或者放电，以及对电网有功功率、无功功率的调节。此外，PCS控制单元通过CAN接口与BMS通讯，获取电池组状态信息对电池进行保护性充放电，保障电池安全运行。
 
储能变流器工作模式有并网及离网模式。其中，并网储能变流器是连接电池系统跟电网的双向可控换流装置，其主要功能是控制储能电池的充电放电过程，即把电池的直流电转化为交流并入电网，或者把电网的交流电转化为直流电存储在电池中，并且在转换过程中能精确控制电网的电压、频率以及传输功率。
 
如下图所示，单相并网储能变流器一般由前级DC/DC与后级DC/AC组成。前级DC/DC作为电池的功率控制级，由双向BUCK-BOOST电路构成，通过控制流过电池的电流来响应充放电指令；后级DC/AC作为连接电网跟电池的桥梁，主要捕获电网的电压、频率来控制储能系统接入电网并调整母线电压到适合储能工作的电压平台。极海工业级互联型APM32F107系列MCU，拥有高效内核运算能力、丰富外设资源以及增强型存储空间，仅需单颗芯片就可实现单相并网储能变流器前后级控制的应用需求。
 

单相储能变流器实现框图

 
APM32F107单相并网储能变流器方案优势：

• 32位Arm® Cortex®-M3 内核，工作主频96MHz，支持DC/DC、DC/AC运算
• 内置 2 个12位高精度 ADC，最多 16 个外部通道，支持 DMA，满足DC/DC、DC/AC单元的3通道电压及3通道电流采集需求
• 1个提供 7 通道 PWM 输出的 16位高级定时器，支持死区生成和刹车输入等功能，满足DC/DC、DC/AC控制需求，并且刹车输入可在紧急情况快速停机保护器件免受损坏
• 4个16位通用定时器具有捕获功能，可实时捕获电网的频率信息
• 3 个 USART通讯接口，支持电池以及上层系统的交互需求
• Flash高达256KB，SRAM高达64KB，满足程序存储和运算要求，并且有冗余支持程序扩展
• 84Bytes 备份寄存器可灵活保存控制参数，无需外部EEPROM
 
APM32F107系列MCU是极海于2022年11月发布的工业级互联型MCU，是高性能、低功耗、传输连接及实时功能的嵌入式应用的优选产品。目前该系列产品已在工业网关、PLC、楼宇控制器、光伏逆变器、交换机等领域客户实现开发应用。
 
 
为向市场提供全方位的产品服务，极海针对不同的客户与需求，提供多种储能产品应用方案，帮助客户实现更多不同功能需求。同时，极海APM32系列MCU也将持续迭代升级产品性能与应用拓展。