[發明專利]一種電網儲能系統及其儲能裝置均衡控制方法

在審

• 申請號: 201810055424.6
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108400607A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 趙玲;馬駿;曹智慧;陳常曦;竇亞力;呂海超;王翼;李香龍;陳振;袁瑞銘;鐘侃;姜振宇;沈宇
• 申請（專利權）人: 許繼電源有限公司;許繼電氣股份有限公司;許繼集團有限公司;國網北京市電力公司;國網冀北電力有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J7/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 吳敏

本發明提供一種電網儲能系統及其儲能裝置均衡控制方法，電網儲能系統包括三相儲能支路，各儲能支路中設置有至少兩個儲能裝置；各儲能裝置包括雙向變換器、儲能模塊和直流母線，每相儲能直流中各儲能裝置的雙向變換器交流側級聯，直流側連接相應的直流母線；儲能模塊包括至少兩個儲能單元，各儲能單元包括一個儲能電池和一個DC/DC變換器，各DC/DC變換器的一側連接相應的儲能電池，另一側級聯，與相應的直流母線連接。本發明提供的技術方案，將儲能單元級聯成儲能模塊，將各儲能模塊級聯成電網儲能系統，通過各儲能單元對各儲能電池進行調節，通過各儲能模塊對整個儲能系統的并網和離網狀態進行調節，從而降低對儲能系統的控制難度。

技術領域

本發明屬于電網儲能技術領域，具體涉及一種電網儲能系統及其儲能裝置均衡控制方法。

背景技術

大規模儲能技術是我國可再生能源發電利用的關鍵支撐技術。針對大規模可再生能源發電的接入，一方面能夠通過儲能技術與可再生能源發電的聯合，減少電網的隨機性并提高其可調性；另一方面通過電網級的儲能應用增強電網對可再生能源發電的適應性。對于后者，儲能作為電網的可調度資源，具有更大的應用價值和應用空間。在電網級應用中，需要儲能進行秒至小時級的多時間尺度功率支撐，而電池儲能技術由于具有四象限調節能力、效率高、安裝靈活等特點，被認為在電網級應用中具有廣闊的應用前景。

在各種儲能載體中，電池儲能系統(BatteryEnergy Storage System，BESS)因其無運動部件、對場地無特殊要求、動態特性好、能量密度高等特點，被用于風/光等可再生能源的波動功率平滑和電網友好接入、城網調頻調峰以及重要負荷應急保障等場合。電池是BESS實現電能存儲和釋放的主要載體，其容量大小及運行狀態直接關系著儲能系統的能量轉換能力及其安全可靠性。因受電池單體端電壓低、比能量及比功率有限、充放電倍率不高等因素的制約，BESS的電池系統一般由大量電池單體經串并聯后而組成。由電池單體經串/并聯成組的方式較多，在實際應用中一般先由多個電池單體經串/并聯后形成電池模塊，再將多個電池模塊串聯成電池串，最后由多個電池串經過串并聯組配后形成電池模組。

現有電池儲能電站多通過儲能系統單元并聯擴展形成一定規模，對于百兆瓦級電池儲能站，需要上百個電池儲能系統并聯運行擴容，如此便增加了電池儲能系統的控制難度，儲能系統運行的穩定性和控制精度不能得到保證；并且眾多的電池單體串并聯，會由于電池單體的不一致性，導致儲能電池模組內部各個并聯的電池簇之間存在環流，影響儲能電池模組的工作效率和安全性能。

發明內容

本發明提供一種電網儲能系統及其儲能裝置均衡控制方法，用于提高電網儲能系統運行的穩定性。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案是：

系統方案1：一種電網儲能系統，包括三相儲能支路，每相儲能支路中設置有至少兩個儲能裝置；各儲能裝置包括一個雙向變換器、一個儲能模塊和直流母線，每相儲能直流中各儲能裝置的雙向變換器交流側級聯，直流側連接相應的直流母線；

所述儲能模塊包括至少兩個儲能單元，每個儲能單元包括一個儲能電池和一個DC/DC變換器，各DC/DC變換器的其中一側連接相應的儲能電池，另一側級聯，與相應的直流母線連接。

本發明提供的技術方案，將儲能單元級聯形成儲能模塊，然后再將各儲能模塊級聯，形成電網儲能系統，通過控制各儲能單元能夠對各儲能電池進行調節，通過調節各儲能模塊能夠對整個儲能系統的并網和離網狀態進行調節，從而保證電網儲能系統的穩定性，并提高對電網儲能系統的控制精度。

系統方案2：在系統方案1的基礎上，各直流母線通過濾波電感連接相應的DC/DC變換器。

設置濾波電感，能夠濾除級聯電路中的交流分量，防止出現沖擊電壓而對級聯電路造成損害。

系統方案3：在系統方案1或2的基礎上，還包括隔離變壓器，各儲能支路連接所述隔離變壓器的原邊，隔離變壓器的副邊用于連接電網。