储能单元以及级联型储能系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种储能单元以及级联型储能系统。储能单元包括：储能电池模块及功率变换模块，所述储能电池模块包括并联连接的N组电池簇串联组件，每组电池簇串联组件包括支路熔断器及串联连接的多个电池组件，述支路熔断器连接在所述多个电池组件与所述功率变换模块的直流侧之间；每组电池簇串联组件通过电池侧正母排和电池侧负母排连接到所述功率变换模块的直流侧，所述功率变换模块的交流侧用于与其他储能单元级联。根据本公开的实施例的储能单元可实现电池簇的并联，增大容量和功率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
储能单元以及级联型储能系统


[0001]本技术涉及一种储能领域，具体地说，涉及一种储能单元以及级联型储能系统。

技术介绍

[0002]高压直挂储能系统(例如，光伏级联直挂储能接入系统、风电级联直挂储能接入系统)一般不需要采用升压变压器即可实现6kV
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35kV等级电网与电池能量的直接交换。然而，在高压直挂储能系统中，每个桥臂的功率变换单元的数量较多，系统复杂程度较高。
[0003]级联升压储能系统(例如，光伏级联升压储能接入系统、风电级联升压储能接入系统)虽然需要升压变压器，但是每个桥臂的功率变换单元的数量较少，系统复杂化程度较低。
[0004]上述储能系统通过将多个功率变换单元的直流侧单独设置，并分别连接各自的储能电池，交流侧进行链式串联，每一个链节的储能电池彼此独立，避免了大规模电池的串并联，缓解了电池大规模串并联所存在的“短板效应”，配合相应的均衡控制策略可以实现不同容量的储能电池甚至不同介质电池组的混用，大大提高了储能系统的能量可用率和经济性。
[0005]然而，如果不将电池簇并联，就难以增大容量以及功率，无法发挥大容量的优势。再者，目前的储能系统一般需要软启开关、软启电阻、主支路开关等电气组件，这大大降低了电池系统的可靠性。
[0006]另外，滤波电感的使用，增加了成本，同时增大了功率单元的体积。此外，电感的散热设计难度大、成本高。如果在每个功率单元上安装电流互感器，采样数量多，成本高，经济性差。现有的一些电池系统也没有硬件保护器件，直接与功率变换电路连接，这样配置的可靠性和安全性都比较低。

技术实现思路

[0007]本技术的目的之一提供一种能够增大容量的储能单元。
[0008]本技术的目的之一在于提供一种能够提高可靠性的储能单元。
[0009]根据本技术的第一方面，提供一种储能单元，储能单元包括：储能电池模块及功率变换模块，储能电池模块包括并联连接的N组电池簇串联组件，每组电池簇串联组件包括支路熔断器及串联连接的多个电池组件，支路熔断器连接在多个电池组件与功率变换模块的直流侧之间；每组电池簇串联组件通过电池侧正母排和电池侧负母排连接到功率变换模块的直流侧，功率变换模块的交流侧用于与其他储能单元级联。
[0010]根据本公开的实施例，每组电池簇串联组件还可包括支路传感器，支路传感器设置在支路熔断器与多个电池组件之间。
[0011]根据本公开的实施例，功率变换模块可包括DC/DC变换器、电源模块、母线电容和网侧H桥组件，DC/DC变换器的电源侧正端口与电源模块的正端口、母线电容的正端口及网
侧H桥组件的正端口电连接；DC/DC变换器的电源侧负端口与电源模块的负端口、母线电容的负端口及网侧H桥组件的负端口电连接。
[0012]根据本公开的实施例，功率变换模块还可包括旁路开关，旁路开关并联连接在网侧H桥组件的交流端口之间。
[0013]根据本公开的实施例，储能单元还可包括链节控制器，链节控制器与电池簇串联组件、支路熔断器和支路传感器通信连接。
[0014]根据本公开的实施例，储能单元还可包括链节控制器，链节控制器与DC/DC变换器、电源模块、网侧H桥组件和旁路开关通信连接。
[0015]根据本技术的第二方面，提供一种级联型储能系统，级联型储能系统包括A相储能链路、B相储能链路及C相储能链路，各储能链路均包括M组如上所述的储能单元，M组储能单元的交流侧级联，其中，M为不小于1的正整数。
[0016]根据本公开的实施例，级联型储能系统还可包括多个电流采样单元，多个电流采样单元中的每个设置在相应相与三相星接点之间。
[0017]根据本公开的实施例，多个电流采样单元中的每个可包括电流传感器和绝缘伞裙，绝缘伞裙可固定在相电流母线上，电流传感器可通过开设的通孔套在绝缘伞裙上并且保持固定。
[0018]根据本公开的实施例，级联型储能系统还可包括级联储能控制单元，级联储能控制单元分别与每个储能单元的链节控制器、每一相的电流采样单元通信。
[0019]根据本公开的实施例，每相的储能单元、每相的电流采样单元可电连接到同一级联储能控制系统。
[0020]根据本公开的实施例的储能单元可增大容量和功率，发挥大容量的优势。
[0021]根据本公开的实施例的储能单元不需要软启开关、软启电阻、主支路开关等电气组件，提高了储能系统的可靠性。
[0022]根据本公开的实施例的储能单元可靠性以及安全性高。
附图说明
[0023]通过下面结合附图对本技术的实施例进行的描述，本技术的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
[0024]图1是示出本技术的实施例的储能单元的示意性框图；
[0025]图2是示出本技术的实施例的隔离型DC/DC功率变换器的电气结构；
[0026]图3是示出本技术的实施例的级联型储能系统的示意性框图；
[0027]图4是示出本技术的实施例的电流采样单元的连接方式的示意图。
具体实施方式
[0028]本技术的实施例提供一种大容量的级联型储能系统，该级联型储能系统可以使电池簇并联，增大容量和功率，发挥大容量的优势。
[0029]根据本技术的实施例的级联型储能系统可包括多个储能单元，每个可包括储能电池模块和功率变换模块，储能电池模块可具有并联连接的N组电池簇串联组件。
[0030]下面将结合图1至图4描述本技术的技术构思。
[0031]图1是示出本技术的实施例的储能单元的示意性框图，图2是示出本技术的实施例的隔离型DC/DC功率变换器的电气结构。
[0032]如图1所示，根据本技术的实施例的储能单元可包括储能电池模块100及功率变换模块300。
[0033]储能电池模块100可包括并联连接的N组电池簇串联组件，N为大于等于1的正整数，N可根据实际需要进行选择。N组电池簇串联组件中的每组电池簇串联组件101可以包括串联连接的多个电池组件110和支路熔断器，例如，每组电池簇串联组件101可包括多个电池组件110和第一支路熔断器120。
[0034]此外，每组电池簇串联组件101还可包括第二支路熔断器131以及支路传感器130中的至少一个。支路传感器130可以设置在支路熔断器与多个电池组件110之间。例如，支路传感器130可以设置在第一支路熔断器120与多个电池组件110之间，或者支路传感器130可以设置在第二支路熔断器131与多个电池组件110之间。
[0035]具体地，第一支路熔断器120可以串联连接在电池组件110的正极与电池侧正母排210之间，作为上臂支路熔断器，或者可串联连接在电池组件110的负极与电池侧负母排220之间，作为下臂支路熔断器。
[0036]当第一支路熔断器120用作上臂支路熔断器时，可以保护电池组件，例如，当电池组件110与电池侧正母排210之间出现短路或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能单元，其特征在于，所述储能单元包括：储能电池模块及功率变换模块，所述储能电池模块包括并联连接的N组电池簇串联组件，每组电池簇串联组件包括支路熔断器及串联连接的多个电池组件，所述支路熔断器连接在所述多个电池组件与所述功率变换模块的直流侧之间；每组电池簇串联组件通过电池侧正母排和电池侧负母排连接到所述功率变换模块的直流侧，所述功率变换模块的交流侧用于与其他储能单元级联。2.根据权利要求1所述的储能单元，其特征在于，每组电池簇串联组件还包括支路传感器，所述支路传感器设置在所述支路熔断器与所述多个电池组件之间。3.根据权利要求1所述的储能单元，其特征在于，所述功率变换模块包括DC/DC变换器、电源模块、母线电容和网侧H桥组件，DC/DC变换器的电源侧正端口与电源模块的正端口、母线电容的正端口及网侧H桥组件的正端口电连接；DC/DC变换器的电源侧负端口与电源模块的负端口、母线电容的负端口及网侧H桥组件的负端口电连接。4.根据权利要求3所述的储能单元，其特征在于，所述功率变换模块还包括旁路开关，所述旁路开关并联连接在所述网侧H桥组件的交流端口之间。5.根据权利要求2所述的储能单元，其特征在于，所述储能单元还包括链节控制器，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨有涛，
申请(专利权)人：新疆金风科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：