[實用新型]一種基于高低壓級聯儲能的電源供給系統

有效

• 申請號: 201922356708.1
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN211351722U
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 張蕾瓊;金亮亮;洪曉燕;劉達;趙董飛;張博;高梅鵑;路瑤
• 申請（專利權）人: 嘉興恒創電力設計研究院有限公司;國網浙江省電力有限公司嘉興供電公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/26;H02J7/34
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本實用新型公開了一種基于高低壓級聯儲能的電源供給系統。為了克服單個鏈節儲能電池性能衰退后，對系統供電的均衡和穩定性帶來影響的問題；本實用新型采用包括在交流電網每相上依次串聯的鏈節，每個鏈節包括互相連接的儲能變流器和儲能模塊；儲能模塊包括并聯的備用電池組、儲能電池組和帶隔離的DC/DC模塊；儲能電池組與儲能變流器的直流輸出端相連接，DC/DC模塊的輸入端與儲能電池組相連接，DC/DC模塊的輸出端分別與其他兩相中的備用電池組相連接。該系統在任意一相中的儲能電池性能衰退時，其他兩相的儲能電池通過DC/DC模塊將電壓加載到備用電池上，與儲能電池一起工作，減少儲能電池性能衰退后帶來的對系統和均衡供電的影響，使得供電更加穩定。

技術領域

本實用新型涉及一種電源供給領域，尤其涉及一種基于高低壓級聯儲能的電源供給系統。

背景技術

級聯型儲能系統以子模塊級聯型多電平變流器為載體，將小容量電池組與功率子模塊相結合，無需升壓變壓器，直接接入電網，多電平變流器使用模塊化多電平變流器（MMC）。儲能系統由多個儲能單元構成，每個儲能單元輸出幾十至幾百伏的交流電壓，根據電壓疊加原理，理論上足夠數量的儲能單元串聯即可滿足任何電壓等級的輸出要求。眾多小功率、小電量的儲能單元共同構成一套系統，可滿足大功率、大電量的儲能應用要求。

但是采用每個儲能單元鏈節對應一個儲能電池的設計，當儲能電池壽命耗盡或性能衰退后，會對系統供電的均衡帶來一定的影響。

例如，一種在中國專利文獻上公開的“一種針對級聯儲能系統的SOC平衡控制系統”，其公告號CN 109067003A，包括多個結構相同的控制裝置，各個控制裝置分別與級聯儲能系統中的各個儲能模塊一一對應連接并能夠獨立地對對應的儲能模塊進行SOC平衡控制。獨立地控制每個儲能模塊的電池，但當一個鏈節的儲能電池性能衰退后，會出現一個一段時間的系統供電不均衡的問題。

實用新型內容

本實用新型主要解決現有技術單個鏈節儲能電池性能衰退后，對系統供電的均衡帶來影響的問題；提供一種基于高低壓級聯儲能的電源供給系統，三相鏈節中的儲能模塊依次連接，在單個鏈節中的一個儲能電池性能衰退時，相連的儲能模塊暫時與該儲能電池一起工作，直到更換新的電池，不需要調整一相中的各個鏈節的電壓，影響范圍小，減小對系統供電均衡的影響。

本實用新型的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

本實用新型包括在交流電網每相上依次串聯的鏈節，每個鏈節包括互相連接的儲能變流器和儲能模塊；所述的儲能模塊包括并聯的備用電池組、儲能電池組和帶隔離的DC/DC模塊；儲能電池組與儲能變流器的直流輸出端相連接，DC/DC模塊的輸入端與儲能電池組相連接，DC/DC模塊的輸出端分別與其他兩相中的備用電池組相連接。系統每相由數個鏈節串聯組成，每個鏈節由1個儲能變流器（PCS）和1個電池簇組成；在正常情況下，每個鏈節輸出大小可調節的300-400V單相交流電壓，多個鏈節串聯可輸出6kV左右的單相電壓；采用特定算法控制，即可無變壓器輸出10kV三相電壓，直接并入10kV電網。當任意一相中的儲能電池性能衰退時，其他兩相的儲能電池通過DC/DC模塊將電壓加載到備用電池組上，使得備用電池組與儲能電池一起工作，減少儲能電池性能衰退后帶來的對系統和均衡供電的影響，使得供電更加穩定。

作為優選，所述的帶隔離的DC/DC模塊包括DC/AC單元、第一AC/DC單元和第二AC/DC單元；

A相上的DC/AC單元的正負輸入端分別連接儲能電池組A的正負極，所述的A相DC/AC單元的輸出端連接變壓器T1的原邊；變壓器T1的第一副邊連接A相第一AC/DC單元的輸入端，變壓器T1的第二副邊連接A相第二AC/DC單元的輸入端；A相第一AC/DC單元的輸出端連接B相備用電池組B’，A相第二AC/DC單元的輸出端連接C相備用電池組C’；