集装箱式储能变频器、级联式储能变频器的制作方法

本申请涉及储能，尤其涉及一种集装箱式储能变频器、级联式储能变频器。

背景技术：

1、在工业领域和科研领域中有一部分特殊负载，需要变频器提供短时、高电压、大功率的能量，以达到目标转速，时间通常在数百毫秒到10秒之间，电压等级通常在15kv以下，电流峰值最大可达到10000a以上。这种极限的工况对变频器和电网提出了很高的要求。

2、传统的交流-直流-交流变频器方案主要有以下两种缺点：1)很难实现高电压、大功率输出，以短时工况设计变频器方案会导致成本急剧上升；2)对电网的要求极高，电网容量也需要按照短时大功率去进行设计，导致成本急剧上升。

3、采用如图1所示具有储能功能、多级级联的交流-直流-储能-直流-交流变频器能够很好地解决上述问题。级联储能变频器每相有1个或者多个功率模块串联，实现高电压输出；每个功率模块使用超级电容作为储能元件，能够实现大功率输出。级联储能变频器在输出前先向超级电容充电，充电时间远远长于输出时间，因此对电网的容量要求较小。大多数级联储能变频器采用多层阀塔的形式安装，这种安装形式有以下两种种缺点：1)扩展性差，安装完成后难以再实现每相级联功率模块数量的增加；2)机动性差，安装地点固定，无法跟随一些特殊负载进行频繁转运；3)变频器对负载类型的针对性比较强，无法根据实际工程情况向多种类型的负载供电。

技术实现思路

1、本申请提供一种集装箱式储能变频器、级联式储能变频器，以实现更高的电压等级和能量输出。

2、本申请一方面提供一种集装箱式储能变频器，包括箱体，所述箱体内设有预充电模块、第一功率模块、第二功率模块、第三功率模块、第一开关和第二开关；

3、所述预充电模块包括三相输入端和三相输出端，设置在所述三相输入端和所述三相输出端之间的软启电阻、软启开关以及变压器，所述软启电阻与所述软启开关并联连接之后与所述变压器串联连接；

4、所述第一功率模块、所述第二功率模块和所述第三功率模块均包括第一输入端和第二输入端；

5、所述第一功率模块的第一输入端与所述预充电模块的第一相输入端连接，所述第二功率模块的第一输入端与所述预充电模块的第二相输入端连接，所述第三功率模块的第一输入端与所述预充电模块的第三相输入端连接，所述第一功率模块的第二输入端通过所述第一开关与所述第二功率模块的第二输入端连接，所述第二功率模块的第二输入端通过所述第二开关与所述第三功率模块的第二输入端连接。

6、本申请另一方面提供一种级联式储能变频器，包括多个所述的集装箱式储能变频器，相邻集装箱式储能变频器中的第一功率模块之间连接在一起，相邻集装箱式储能变频器中的第二功率模块之间连接在一起，相邻集装箱式储能变频器中的第三功率模块之间连接在一起。

7、本申请另一方面提供一种级联式储能变频器，包括所述的第一集装箱式储能变频器，还包括至少一个第二集装箱式储能变频器；

8、所述第二集装箱式储能变频器包括第二箱体，所述第二箱体内设有第四功率模块、第五功率模块、第六功率模块、第三开关和第四开关；

9、所述第四功率模块、所述第五功率模块和所述第六功率模块均包括第一输入端和第二输入端；

10、所述第四功率模块的第一输入端与所述第一功率模块的第一输入端连接，所述第四功率模块的第二输入端与所述第一功率模块的第二输入端连接，所述第五功率模块的第一输入端与所述第二功率模块的第一输入端连接，所述第五功率模块的第二输入端与所述第二功率模块的第二输入端连接，所述第六功率模块的第一输入端与所述第三功率模块的第一输入端连接，所述第六功率模块的第二输入端与所述第三功率模块的第二输入端连接，所述第四功率模块的第二输入端通过所述第三开关与所述第五功率模块的第二输入端连接，所述第五功率模块的第二输入端通过所述第四开关与所述第六功率模块的第二输入端连接。

11、本申请另一方面还提供一种集装箱式储能变频器，包括第三箱体，所述第三箱体内设有预充电模块；至少一个第四箱体，所述第四箱体内设有第一功率模块、第二功率模块、第三功率模块、第一开关和第二开关；

12、所述预充电模块包括三相输入端和三相输出端，设置在所述三相输入端和所述三相输出端之间的软启电阻、软启开关以及变压器，所述软启电阻与所述软启开关并联连接之后与所述变压器串联连接；

13、所述第一功率模块、所述第二功率模块和所述第三功率模块均包括第一输入端和第二输入端；

14、所述第一功率模块的第一输入端与所述预充电模块的第一相输入端连接，所述第二功率模块的第一输入端与所述预充电模块的第二相输入端连接，所述第三功率模块的第一输入端与所述预充电模块的第三相输入端连接，所述第一功率模块的第二输入端通过所述第一开关与所述第二功率模块的第二输入端连接，所述第二功率模块的第二输入端通过所述第二开关与所述第三功率模块的第二输入端连接。

15、以上提供的集装箱式储能变频器，可以将多台集装箱式储能变频器串联使用，实现更高的电压等级和能量输出。

技术特征：

1.一种集装箱式储能变频器，其特征在于，包括箱体，所述箱体内设有预充电模块、第一功率模块、第二功率模块、第三功率模块、第一开关和第二开关；

2.根据权利要求1所述的集装箱式储能变频器，其特征在于，所述第一功率模块、所述第二功率模块和所述第三功率模块均包括依次连接的逆变模块、直流母线电容、dc-dc变换器以及储能电池。

3.根据权利要求1所述的集装箱式储能变频器，其特征在于，所述箱体上设有、第一连接器、第二连接器、第三连接器、第四连接器、第五连接器、第六连接器；

4.一种级联式储能变频器，其特征在于，包括多个权利要求1-3任一项所述的集装箱式储能变频器，相邻集装箱式储能变频器中的第一功率模块之间连接在一起，相邻集装箱式储能变频器中的第二功率模块之间连接在一起，相邻集装箱式储能变频器中的第三功率模块之间连接在一起。

5.一种级联式储能变频器，其特征在于，包括一个权利要求1-3任一项所述的集装箱式储能变频器，还包括至少一个第二集装箱式储能变频器；

6.一种集装箱式储能变频器，其特征在于，包括第三箱体，所述第三箱体内设有预充电模块；至少一个第四箱体，所述第四箱体内设有第一功率模块、第二功率模块、第三功率模块、第一开关和第二开关；

技术总结
本申请公开一种集装箱式储能变频器，包括箱体，所述箱体内设有预充电模块、第一功率模块、第二功率模块、第三功率模块、第一开关和第二开关；第一功率模块、第二功率模块和第三功率模块均包括第一输入端和第二输入端；第一功率模块的第一输入端与预充电模块的第一相输入端连接，第二功率模块的第一输入端与预充电模块的第二相输入端连接，第三功率模块的第一输入端与预充电模块的第三相输入端连接，第一功率模块的第二输入端通过第一开关与第二功率模块的第二输入端连接，第二功率模块的第二输入端通过第二开关与第三功率模块的第二输入端连接。以上提供的集装箱式储能变频器，可以将多台变频器串联使用，实现更高的电压等级和能量输出。

技术研发人员：叶劲松,廖荣辉,吕一航,李锦达,周义军,付鹏亮,吴泽彬
受保护的技术使用者：深圳市禾望电气股份有限公司
技术研发日：20221231
技术公布日：2024/1/11