一种储能变流器和储能系统技术方案

本发明专利技术公开了一种储能变流器和储能系统。该储能变流器包括：若干个功率变换单元及对应的供电单元；功率变换单元包括控制模组，功率变换单元的交流端用于连接第一电网，功率变换单元的直流端用于连接一个能量存储设备；控制模组用于连接能量存储设备；供电单元包括：直流供电子模块、第一二极管、交流供电子模块；直流供电子模块的输入端用于连接能量存储设备，输出端与第一二极管串联后，与交流供电子模块的输出端并联连接功率变换单元的控制模组；交流供电子模块的输入端用于连接第一电网；直流供电子模块用于向功率变换单元的控制模组输出第一电压，交流供电子模块用于向功率变换单元的控制模组输出第二电压；其中，第一电压小于第二电压。

A energy storage converter and energy storage system

The invention discloses a energy storage converter and energy storage system. The converter comprises a plurality of power conversion unit and the corresponding power supply unit; power conversion unit comprises a control module, a power conversion unit is used for connecting the first end of the AC power, DC power conversion unit end for connecting a energy storage device; control module is used for connecting the energy storage device; the power supply unit comprises a DC power supply the electronic module, a first diode, AC power supply module; DC power supply input end of the electronic module is used for connecting the energy storage device, and the output end of the first diode series, control module, power conversion unit and the output end of the electronic module for parallel AC connection; input AC for electronic module is used for connecting the first electronic power grid; DC power supply the power module is used to transform the unit control module outputs a first voltage, AC power electronic module is used to The control module of the transformation unit outputs second voltages, in which the first voltage is less than second voltage.

【技术实现步骤摘要】
一种储能变流器和储能系统
本专利技术涉及储能
，特别涉及一种储能变流器和储能系统。
技术介绍
储能系统可以实现储能电池与电网间的交直流转换，而这主要是依赖储能变流器这一核心设备实现的。储能变流器能够完成储能电池与电网间的双向能量流动，通常具有多种工作模式，例如并网充电、并网放电、有功输入输出、无功输入输出、离网充电和离网放电等。储能变流器无论在哪种模式下均要能够正常工作，这就需要高可靠性的供电方式，使得给储能变流器电源供电在任何一种模式下均不能中断。而与储能变流器相连的电网供电有可能中断，单纯采用电网供电并不可靠；储能电池的电能十分宝贵，成本较高，长期离网工作时还容易出现亏电的情况，影响电池寿命，因此单从电池供取电也不经济划算；大容量储能变流器采用模块化级联技术，功率模块众多，很难用一个供电电源给所有模块单元控制器和其他配套用电设备供电。因此，为了保证大容量储能变流器的正常工作，需要更优秀的电源供电技术方案，提高储能变流器的电源供电可靠性。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的储能变流器和储能系统。根据本专利技术的一个方面，提供了一种储能变流器，包括：若干个功率变换单元，以及与各功率变换单元分别对应的供电单元；所述功率变换单元包括控制模组，所述功率变换单元的交流端用于连接第一电网，所述功率变换单元的直流端用于连接一个能量存储设备；所述控制模组用于连接所述能量存储设备；所述控制模组包括如下中的一种或多种：单元控制器，电池管理系统，信号采样转换模块；所述供电单元包括：直流供电子模块、第一二极管、交流供电子模块；所述直流供电子模块的输入端用于连接所述能量存储设备，输出端与所述第一二极管串联后，与所述交流供电子模块的输出端并联连接所述功率变换单元的控制模组；所述交流供电子模块的输入端用于连接所述第一电网；所述直流供电子模块用于向所述功率变换单元的控制模组输出第一电压，所述交流供电子模块用于向所述功率变换单元的控制模组输出第二电压；其中，所述第一电压小于所述第二电压。可选地，所述直流供电子模块包括：第一熔断器，DC/DC模块，第二熔断器；所述第一熔断器的第一端用于与所述能量存储设备的正极连接，第二端与所述DC/DC模块输入端的正极连接；所述第二熔断器的第一端用于与所述能量存储设备的负极连接，第二端与所述DC/DC模块输入端的负极连接；所述DC/DC模块输出端的正极通过所述第一二极管连接所述功率变换单元的控制模组，所述DC/DC模块输出端的负极直接连接所述功率变换单元的控制模组。可选地，所述交流供电子模块包括第一变压器和整流模块，所述第一变压器的原边用于连接所述第一电网，副边与所述整流模块的交流端连接，所述整流模块的直流端与所述功率变换单元的控制模组连接。可选地，所述储能变流器还包括：并网电抗器；所述若干个功率变换单元级联成若干条功率变换链路；所述并网电抗器包括若干条支路，各支路的第一端分别用于连接第一电网一个相位的端口，各支路的第二端分别连接一条功率变换链路。可选地，所述功率变换单元还包括第一开关、第二开关、限流电阻、H桥电路和LCL电路；所述第一开关的第一端用于连接所述能量存储设备的正极，第二端通过所述限流电阻连接所述LCL电路的第一电感的第一端；所述第二开关的第一端用于连接所述能量存储设备的正极，第二端直接连接所述LCL电路的第二电感的第一端；所述第一电感的第二端分别连接所述LCL电路的第一电容和所述H桥电路的直流端的第一端口；所述第二电感的第二端分别连接所述LCL电路的第一电容和所述H桥电路的直流端的第二端口；所述H桥电路的交流端用于连接所述第一电网。依据本专利技术的另一方面，提供了一种储能系统，包括第一电网、若干台能量存储设备，如上述任一项所述的储能变流器。可选地，该系统还包括：若干台散热设备、第三开关、第二变压器、第四开关、第三变压器；其中，各散热设备分别对应所述储能变流器中的一个或多个功率变换单元；所述散热设备为双路供电，第一路通过所述第三开关连接所述第二变压器的副边，所述第二变压器的原边用于连接一与所述第一电网相独立的第二电网；第二路通过所述第四开关连接所述第三变压器的副边，所述第三变压器的原边连接所述储能变流器中的交流端。可选地，该系统还包括：并网开关；所述储能变流器和所述第一电网间通过并网开关连接。可选地，该系统还包括：主控制器，分别与所述并网开关的控制端、所述储能变流器的各所述功率变换单元中的控制模组、第三开关的控制端和第四开关的控制端连接；主供电模块，用于为二次回路和主控制器供电，所述二次回路中至少包括所述第三开关和第四开关。可选地，所述主供电模块包括：第四变压器，其原边用于连接并联的第一电网和第二电网，其副边连接一个在线式不间断电源的第一端；所述在线式不间断电源的第二端用于连接所述主控制器和所述二次回路。由上述可知，本专利技术的技术方案，为储能变流器的各功率变换单元对应设置供电单元，并采用与可与能量存储设备连接的直流供电子模块和可与交流电网连接的交流供电子模块向功率变换单元的控制模组进行供电，其中直流输出的电压小于交流输出的电压，并在直流输出端正极串联一个二极管。通过该技术方案实现的储能变流器，能够在接入交流电网和能量存储设备后，通过交流电网为各功率变换单元供电，当交流电网故障时，可以无缝切换到由能量存储设备进行供电，实现了交直流混合分时供电，保证了储能变流器的稳定运行，并且各功率变换单元独立供电，当任何一个功率变换单元故障时将其和对应的供电单元切断即可，不影响其他功率变换单元的正常运行。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1示出了根据本专利技术一个实施例的一种储能变流器的结构示意图；图2示出了根据本专利技术一个实施例的储能变流器内部电路拓扑图；图3示出了根据本专利技术一个实施例的一种储能系统的结构示意图；图4示出了根据本专利技术另一个实施例的一种储能系统的结构示意图；图5示出了根据本专利技术一个实施例的散热设备供电电路原理图；图6示出了根据本专利技术一个实施例的主供电模块电路原理图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。图1示出了根据本专利技术一个实施例的一种储能变流器的结构示意图。如图1所示，储能变流器100包括：若干个功率变换单元110，以及与各功率变换单元110分别对应的供电单元120。功率变换单元110包括控制模组111，功率变换单元110的交流端用于连接第一电网，功率变换单元110的直流端用于连接一个能量存储设备；控制模组110用于连接能量存储设备；供电单元120包括：直流供电子模块121、第一二极管122、交流供电子模块123；直流供电子模块121的输入端用于连接能量存储设备，输出端与第一二极管122串联后，与交流供电子模块123的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种储能变流器，其特征在于，该储能变流器包括：若干个功率变换单元，以及与各功率变换单元分别对应的供电单元；所述功率变换单元包括控制模组，所述功率变换单元的交流端用于连接第一电网，所述功率变换单元的直流端用于连接一个能量存储设备；所述控制模组用于连接所述能量存储设备；所述控制模组包括如下中的一种或多种：单元控制器，电池管理系统，信号采样转换模块；所述供电单元包括：直流供电子模块、第一二极管、交流供电子模块；所述直流供电子模块的输入端用于连接所述能量存储设备，输出端与所述第一二极管串联后，与所述交流供电子模块的输出端并联连接所述功率变换单元的控制模组；所述交流供电子模块的输入端用于连接所述第一电网；所述直流供电子模块用于向所述功率变换单元的控制模组输出第一电压，所述交流供电子模块用于向所述功率变换单元的控制模组输出第二电压；其中，所述第一电压小于所述第二电压。

【技术特征摘要】
1.一种储能变流器，其特征在于，该储能变流器包括：若干个功率变换单元，以及与各功率变换单元分别对应的供电单元；所述功率变换单元包括控制模组，所述功率变换单元的交流端用于连接第一电网，所述功率变换单元的直流端用于连接一个能量存储设备；所述控制模组用于连接所述能量存储设备；所述控制模组包括如下中的一种或多种：单元控制器，电池管理系统，信号采样转换模块；所述供电单元包括：直流供电子模块、第一二极管、交流供电子模块；所述直流供电子模块的输入端用于连接所述能量存储设备，输出端与所述第一二极管串联后，与所述交流供电子模块的输出端并联连接所述功率变换单元的控制模组；所述交流供电子模块的输入端用于连接所述第一电网；所述直流供电子模块用于向所述功率变换单元的控制模组输出第一电压，所述交流供电子模块用于向所述功率变换单元的控制模组输出第二电压；其中，所述第一电压小于所述第二电压。2.如权利要求1所述的储能变流器，其特征在于，所述直流供电子模块包括：第一熔断器，DC/DC模块，第二熔断器；所述第一熔断器的第一端用于与所述能量存储设备的正极连接，第二端与所述DC/DC模块输入端的正极连接；所述第二熔断器的第一端用于与所述能量存储设备的负极连接，第二端与所述DC/DC模块输入端的负极连接；所述DC/DC模块输出端的正极通过所述第一二极管连接所述功率变换单元的控制模组，所述DC/DC模块输出端的负极直接连接所述功率变换单元的控制模组。3.如权利要求1所述的储能变流器，其特征在于，所述交流供电子模块包括第一变压器和整流模块，所述第一变压器的原边用于连接所述第一电网，副边与所述整流模块的交流端连接，所述整流模块的直流端与所述功率变换单元的控制模组连接。4.如权利要求1所述的储能变流器，其特征在于，所述储能变流器还包括：并网电抗器；所述若干个功率变换单元级联成若干条功率变换链路；所述并网电抗器包括若干条支路，各支路的第一端分别用于连接第一电网一个相位的端口，各支路的第二端分别连接一条功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志鹏，姜新宇，许贤昶，吴胜兵，
申请(专利权)人：广州智光电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44