[實用新型]一種V形級聯結構的三相電池儲能系統

有效

• 申請號: 202221257752.2
• 申請日: 2022-05-24
• 公開（公告）號: CN218102599U
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 李勇琦;凌志斌;陳滿;汪志強;朱煥杰;胡振愷;彭鵬;何領風
• 申請（專利權）人: 南方電網調峰調頻發電有限公司;上海交通大學
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀;張琳

本實用新型提供一種V形級聯結構的三相電池儲能系統，包括：兩個儲能橋臂，所述兩個儲能橋臂采取V形連接構成三相；每個所述儲能橋臂包括N個儲能單元；所述每個儲能單元，包括：單相H橋變換器,所述單相H橋變換器實現電能的AC/DC雙向變換，其一側為直流側，另一側為交流側；預充電電路，所述預充電電路與所述單相H橋變換器的直流側連接；電池單元，所述電池單元與所述預充電電路連接。本實用新型采用兩個儲能橋臂實現了三相三線的電池儲能系統；兩個儲能橋臂控制完全獨立，控制簡單；而實現相同的并網電壓，所需子模塊數量與三相星形接線相當。

技術領域

本實用新型屬于電池儲能領域，涉及的是一種級聯電池儲能系統，具體是一種采用V形型連接的級聯結構的模塊化儲能系統，用于中壓電池儲能場合。

背景技術

隨著智能電網和新能源的發展，電池儲能系統正獲得越來越廣泛的應用。

電池儲能系統有多種拓撲形式，兩電平電池儲能系統并網電壓以380V為主，適用于低壓配電網的應用，單機容量不超過1MW；三電平電池儲能系統并網電壓達到690-1140V，單機容量可到3MW；級聯電池儲能系統的并網電壓達到10-35kV，單機容量可達10-40MW。級聯電池儲能系統可以實現中壓并網和單機大容量，在新能源并網和電網輔助服務等方面具有良好的應用前景。

級聯電池儲能系統由三相構成，有星形和三角形兩種電氣接法。在相同的并網電壓下，三角形連接的電池儲能系統所需的子模塊數量是星形連接的1.732倍，因此成本較高。為了最小化儲能系統所需的子模塊數量，所有的工程應用均采用星形連接的形式。目前的工程應用以10kV并網為主。

當前，電池儲能系統基本均采用三相三線并網的方式運行，星形連接的級聯電池儲能系統對三相進行協調控制，但實際的控制自由度為2。這增加了控制系統調制、均衡控制的復雜度。

實用新型內容

針對現有技術中的缺陷，本實用新型的目的是提供一種V形級聯結構的三相電池儲能系統。

根據本實用新型的一個方面，提供一種V形級聯結構的三相電池儲能系統，包括：

兩個儲能橋臂，所述兩個儲能橋臂采取V形連接構成三相；

每個所述儲能橋臂包括N個儲能單元；

所述每個儲能單元，包括：

單相H橋變換器,所述單相H橋變換器實現電能的AC/DC雙向變換，其一側為直流側，另一側為交流側；

預充電電路，所述預充電電路與所述單相H橋變換器的直流側連接；

電池單元，所述電池單元與所述預充電電路連接。

優選地，每個儲能單元中，所述電池單元的輸出端與所述預充電電路的輸入端相連傳輸直流電壓，所述預充電電路的輸出端分別與所述單相H橋變換器的直流側相連以傳輸直流電壓。

優選地，N個單相H橋變換器的交流側串聯，構成一個所述儲能橋臂。

優選地，還包括三個連接電感，分別為連接電感La、連接電感Lb和Lc，其各自的兩個端點分別記為La(1)、La(2)、Lb(1)、Lb(2)、Lc(1)和Lc(2)；

所述三個連接電感的三個端點La(2)、Lb(2)和Lc(2)連接在一起形成星形連接；

所述兩個儲能橋臂分別為儲能橋臂X和儲能橋臂Y；

所述儲能橋臂X的一端與連接電感La的端點La(1)連接，所述儲能橋臂X的另一端與電網A相連接；

所述儲能橋臂Y的一端與連接電感Lb的端點Lb(1)連接，所述儲能橋臂Y的一端與電網B相連接。連接電感Lc的端點Lc(1)與電網C相連接。

優選地，所述電池單元是由可充電電池的串聯或并聯組成。