一种基于公共母线的链式储能系统的制作方法

本实用新型涉及的是一种基于公共母线的链式储能系统。

背景技术：

目前城市电网对规模化储能系统的需求不断提高。随着容量的增大，储能系统需要接入中压等级的电网，而储能电池组的端电压却难以达到相应的电压等级。如日本NGK公司的50kW标的设计，采用了320节电池串联，电池模块的额定电压只能达到约640V，若要接入6-10kV的城市配电网，必须采取适当的升压措施。现有的大规模储能系统多通过工频变压器接入电网，而工频变压器的体积与重量往往成为大容量储能系统发展的制约因素，且受制于变压器组数与接线方式，难以实现较高电平数的输出。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提出一种基于公共母线的链式储能系统，用于解决大规模储能系统模块化、多电平化的应用需求，减少储能系统的体积和重量以适应城市配电网的需要。

该基于公共母线的链式储能系统，包括公共的直流母线，通过独立的升压/降压电路接入所述直流母线的储能单元，通过DC/AC接口接入所述直流母线的交流负荷，直接接入所述直流母线的直流负荷，连接至所述直流母线的隔离单元，以及连接在隔离单元和交流电网之间的各相变流器，其中各相变流器都由多组变流器单元串联而成。

附图说明

下面结合附图对本专利作进一步详细的说明。

图1为根据本实用新型的一种基于公共母线的链式储能系统的框图。

图2是根据本实用新型的链式储能系统中隔离单元的电路图。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图详细描述本实用新型提供的实施例。

该链式储能系统中，各类储能单元通过独立的升压/降压电路接入公共的直流母线， 同时还可以有一定的直流负荷， 部分交流负荷也可通过DC/AC接口接入母线，实现电网故障时对重要交、直流负荷的可靠供电。同时，一些直流负荷直接接入所述直流母线。

在储能系统的交流侧，每相都由多组变流器单元串联而成，作为直流母线与电网之间的接口，起到升压与调节功率的作用。由于各变流器单元一侧并联于直流母线，一侧串联于交流电网，若不采取措施， 在特定开关状态下必然导致直流侧正负极直通故障，如要避免这种直通故障，则必须使各串联变流器电网侧同一位置的开关管在同一时刻导通或关断， 这在链式变流器的多电平运行策略中无法实现。因此， 必须在各串联变流器单元中加入隔离环节，图1 中DC/DC隔离单元的结构如图2 所示。两端Ｈ桥输出彼此独立的50%方波电压， 施加在高频变压器Ｔ的两端，利用2 个方波电压之间的移相角调节传输功率。该结构可以实现功率双向连续调节，只需利用移相控制便可以实现软开关，更适合应用于双向传输功率的场合。

在上述系统终，开关器件采用日本三菱公司生产的PM25CLB120IGBT模块，可以耐1200V电压，额定电流25A，电池组采用12V/100Ah铅酸电池，20节串联，正常运行时电池电压在230－250Ｖ左右。交流侧链式DC/AC开关频率6.4kHz，隔离单元及电池接口开关频率12.8kHz。

本实用新型结合高频电力电子变压器技术及链式模块化拓扑，设计了一种基于公共直流母线的链式储能系统，解决了大规模储能系统模块化、多电平化的应用需求，减少储能系统的体积和重量以适应城市配电网的需要。