换流模块及储能电站结构、储能电站系统及故障处理方法技术方案

本发明专利技术提供了换流模块及储能电站结构、储能电站系统及故障处理方法，其中，多个具有能量型电容模组的换流模块和多个具有功率型电容模组的换流模块一起串联组成换流桥臂，多个换流桥臂连接组成储能电站，多个储能电站连接组成储能电站系统。实现了储能本体的分散式分布，减小了单个储能模块中需要串并联电容的数量，消除了由大量电容串并联带来的安全隐患，保障了整个储能电站系统的安全性，有利于储能的快速发展，并使得储能电站系统的功能更加多样化，不但可以实现储能、能量转移，应用范围更广，此外，通过能量型电容模组和功率型电容模组混搭使用，可以显著提供储能电站系统的经济性，减小储能电站系统的重量、体积和成本。

Converter module and energy storage power station structure, energy storage power station system and fault handling method

【技术实现步骤摘要】
换流模块及储能电站结构、储能电站系统及故障处理方法
本专利技术涉及配电
，具体涉及换流模块及储能电站结构、储能电站系统及故障处理方法。
技术介绍
随着科技的发展，储能电站为电网运行提供调峰、黑启动、需求侧响应等多种服务，可以有效实现电网削峰填谷，缓解高峰供电压力，促进新能源消纳，为电网安全稳定运行提供了新的途径。在目前的储能电站中，通常主要采用直流母线侧大量储能电池串并联的方式来实现储能，这种方式中的储能电池单体组串数量过多，电池能量管理和电池均衡管理复杂，过高的电池组串电压对系统绝缘带来较大的挑战。另外大量的储能电池组串一起容易导致发热、燃烧等安全性问题，并且大量的储能电池的串并联也会造成很大的安全隐患。因此，如何实现储能的分散分布，减少安全隐患对储能电站的发展意义重大。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了换流模块及储能电站结构、储能电站系统及故障处理方法，以克服现有技术中的储能电站采用大量储能电池串并联，无法实现储能分散分布，存在安全隐患的问题。本专利技术实施例提供了一种换流模块结构，包括：电容模组，所述电容模组为能量型电容模组或功率型电容模组；以及第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关和第四电子开关，其中，所述第一电子开关的一端分别与所述电容模组的一端及所述第三电阻开关的一端连接，另一端分别与所述第二电子开关的一端及所述换流模块的正极输出端连接，所述第二电子开关的另一端分别与所述电容模组的另一端连接，所述第三电子开关的另一端分别与第四电子开关的一端及所述换流模块的负极输出端连接，所述第四电子开关的另一端与所述电容模组的另一端连接。可选地，所述换流模块结构，还包括：分布式发电单元，所述分布式发电单元并联至所述电容模组的两端。可选地，当所述电容模组为能量型电容模组时，所述分布式发电单元包括：微燃机发电单元和/或柴油机发电单元。可选地，当所述电容模组为功率型电容模组时，所述分布式发电单元包括：光伏发电单元和/或风力发电单元。本专利技术实施例还提供了一种储能电站结构，包括：由多个具有上述实施例所述的换流模块结构的换流模块构成的换流桥臂，所述换流桥臂的输入端与配电网交流侧连接，输出端与直流母线连接，用于将交流电转换为直流电或将直流电转换为交流电。可选地，所述换流桥臂包括：三个整流或逆变支路，每个所述整流或逆变支路的输入端分别与所述配电网交流侧对应的三相电连接，输出端与所述直流母线连接，所述整流或逆变支路包括并联的第一支路和第二支路，所述第一支路和所述第二支路分别由多个所述换流模块串联构成。本专利技术实施例还提供了一种储能电站系统，包括：至少两个具有上述实施例所述的储能电站结构的第一储能电站和第二储能电站，所述第一储能电站的输出端与所述第二储能电站的输出端连接，用于实现所述第一储能电站与所述第二储能电站之间电能的双向传递。可选地，所述储能电站系统还包括：第所述第一储能电站的输入端与第一配电网的输电端连接，用于吸收所述第一配电网的电能或向所述第一配电网反馈电能；所述第二储能电站的输入端与第二配电网的输电端连接，用于吸收所述第二配电网的电能或向所述第二配电网反馈电能。可选地，所述储能电站系统还包括：至少一隔离变压器，所述第一储能电站的输入端通过隔离变压器与所述第一配电网的输电端连接，和/或，所述第二储能电站的输入端通过隔离变压器与所述第二配电网的输电端连接。本专利技术实施例还提供了一种储能电站系统故障处理方法，所述储能电站系统故障处理方法应用于上述实施例提供的储能电站系统，所述储能电站系统故障处理方法包括：监测所述储能电站系统的运行状态；根据所述运行状态判断所述储能电站系统是否存在直流短路故障；当所述储能电站系统存在直流短路故障时，闭锁所述储能电站系统中的所有电子开关。可选地，所述储能电站系统故障处理方法还包括：监测所述直流短路故障的持续时间；判断所述持续时间是否超过预设时间阈值；当所述持续时间超过所述预设时间阈值时，控制所述储能电站系统进入检修模式。可选地，所述储能电站系统故障处理方法还包括：当所述持续时间没有超过所述预设时间阈值时，解锁所述储能电站系统中的所有电子开关。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术实施例提供的换流模块结构，通过将传统换流模块中的直流侧储能电容替换为能量型电容模组或功率型电容模组，实现了储能本体的分散式分布，进而减小了单个储能单体中需要串并联电容的数量，消除了由大量电容串并联带来的安全隐患，解决了储能电站电容模组高电压的限制，保障了整个电网系统的安全性，并且由于实现了分散式的分布式储能，在社区及工厂等场合，适合把分散的储能聚集起来，适用范围广，有利于储能电站的大规模发展。2.本专利技术实施例提供的储能电站结构，通过本专利技术另一实施例提供的换流模块结构的换流模块构成的换流桥臂，使得储能电站功能更加多样化，不但可以实现储能、能量转移，应用范围更广，此外，通过能量型电容模组和功率型电容模组混搭使用，可以显著提供储能电站的经济性，减小储能电站的重量、体积和成本。3.本专利技术实施例提供的储能电站系统，包括由本专利技术另一实施例提供的储能电站，使得储能电站系统的功能更加多样化，不但可以实现储能、能量转移，应用范围更广，此外，通过能量型电容模组和功率型电容模组混搭使用，可以显著提供储能电站系统的经济性，减小储能电站系统的重量、体积和成本。4.本专利技术实施例提供的储能电站系统故障处理方法，应用于本专利技术另一实施例提供的储能电站系统，通过对储能电站系统运行状态的监测，在储能电站系统发生直流短路故障时，通过闭锁储能电站系统中的第一电子开关和第二电子开关的方式，避免储能电站系统中的器件发生损坏，实现了故障的自动处理功能，对配电网的安全运行具有重要意义。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例中换流模块结构的示意图；图2为本专利技术实施例中换流模块结构的另一示意图；图3为本专利技术实施例中储能电站结构的示意图；图4为本专利技术实施例中储能电站系统的结构示意图；图5为本专利技术实施例中储能电站系统故障处理方法的流程图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种换流模块结构，其特征在于，包括：/n电容模组，所述电容模组为能量型电容模组或功率型电容模组；/n以及第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关和第四电子开关，其中，所述第一电子开关的一端分别与所述电容模组的一端及所述第三电阻开关的一端连接，另一端分别与所述第二电子开关的一端及所述换流模块的正极输出端连接，所述第二电子开关的另一端分别与所述电容模组的另一端连接，所述第三电子开关的另一端分别与第四电子开关的一端及所述换流模块的负极输出端连接，所述第四电子开关的另一端与所述电容模组的另一端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种换流模块结构，其特征在于，包括：
电容模组，所述电容模组为能量型电容模组或功率型电容模组；
以及第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关和第四电子开关，其中，所述第一电子开关的一端分别与所述电容模组的一端及所述第三电阻开关的一端连接，另一端分别与所述第二电子开关的一端及所述换流模块的正极输出端连接，所述第二电子开关的另一端分别与所述电容模组的另一端连接，所述第三电子开关的另一端分别与第四电子开关的一端及所述换流模块的负极输出端连接，所述第四电子开关的另一端与所述电容模组的另一端连接。


2.根据权利要求1所述的换流模块结构，其特征在于，还包括：分布式发电单元，所述分布式发电单元并联至所述电容模组的两端。


3.根据权利要求2所述的换流模块结构，其特征在于，当所述电容模组为能量型电容模组时，所述分布式发电单元包括：微燃机发电单元和/或柴油机发电单元；当所述电容模组为功率型电容模组时，所述分布式发电单元包括：光伏发电单元和/或风力发电单元。


4.一种储能电站结构，其特征在于，包括：由多个具有如权利要求1－3任一项所述的换流模块结构的换流模块构成的换流桥臂，所述换流桥臂的输入端与配电网交流侧连接，输出端与直流母线连接，用于将交流电转换为直流电或将直流电转换为交流电。


5.根据权利要求4所述的储能电站结构，所述换流桥臂包括：三个整流或逆变支路，每个所述整流或逆变支路的输入端分别与所述配电网交流侧对应的三相电连接，输出端与所述直流母线连接，所述整流或逆变支路包括并联的第一支路和第二支路，所述第一支路和所述第二支路分别由多个所述换流模块串联构成。


6.一种储能电站...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍群海，尹靖元，吴理心，韦统振，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11