一种储能装置及其控制方法、以及光伏系统制造方法及图纸

一种储能装置及其控制方法、以及光伏系统，包括多个串联的储能模块，每个储能模块包括电源模块、吸收模块、第一开关器件、第二开关器件和控制模块，电源模块和第一开关器件串联在储能模块的两端，电源模块和第二开关器件并联在储能模块的两端；控制模块用于控制多个储能模块中任一储能模块的第一开关器件闭合和第二开关器件断开，以使任一储能模块和其它储能模块串联耦合；控制任一储能模块的第一开关器件断开和第二开关器件闭合，以使旁路任一储能模块；吸收模块用于在第一开关器件或第二开关器件导通前进行充电，并在第一开关器件或第二开关器件导通后吸收第一开关器件或第二开关器件断开时的尖峰电压。本申请可以提高储能装置的安全性。装置的安全性。装置的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种储能装置及其控制方法、以及光伏系统


[0001]本申请实施例涉及电子电力
，具体涉及一种储能装置及其控制方法、以及光伏系统。

技术介绍

[0002]电力电子器件，如金属氧化物半导体场效应管(Metal
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Oxide Semiconductor Field
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Effect Transistor，MOSFET)和绝缘栅双极性晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)，广泛应用于功率变换场合，例如变频器、镇流器、电源适配器、风电光伏、开关控制、电池的接入与旁路和静止无功发生器(Static Var Generator，SVG)模组旁路控制等。
[0003]电力电子器件导通速度快，开关损耗低，能量密度高，但其耐压以及过流能力相对较低。当电子器件在作为电池中的开关保护器件时，在大电流状态下切断，通常会伴随着较大的电压应力。若器件承受的电压应力超过其规格范围，会导致器件损坏，影响电池的使用。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种储能装置及其控制方法、以及光伏系统，可以提高储能装置的安全性。
[0005]第一方面，本申请提供了一种储能装置，该储能装置包括多个串联的储能模块，多个储能模块中的每个储能模块包括电源模块、吸收模块、第一开关器件、第二开关器件和控制模块，其中：每个储能模块中，电源模块和第一开关器件串联在储能模块的正极端和负极端之间，电源模块和第二开关器件并联在储能模块的正极端和负极端之间；控制模块，用于控制多个储能模块中任意一个储能模块的第一开关器件闭合和第二开关器件断开，以使任意一个储能模块和其它储能模块串联耦合，其它储能模块为多个储能模块中除任意一个储能模块之外的储能模块；控制模块，用于控制任意一个储能模块的第一开关器件断开和第二开关器件闭合，以使旁路任意一个储能模块；吸收模块，用于在第一开关器件或第二开关器件的开关管导通前进行充电，并在第一开关器件或第二开关器件导通后，吸收第一开关器件或第二开关器件断开时产生的尖峰电压。
[0006]在本申请提供的方案中，储能装置可以包括多个串联耦合的储能模块，耦合可以指的是导电连接包括直接连接或者通过开关器件和/或电阻等导通器件连接。多个储能模块可以存储能量或者释放能量，例如充放电。在多个储能模块处于充电或放电状态时，控制模块可以根据任意一个储能模块中电源模块的荷电状态或电压，控制该任意一个储能模块与其它储能模块的耦合方式。例如，在多个储能模块处于充电状态时，控制模块确定电源模块充满或损坏时，可以控制上述任意一个储能模块的第一开关器件断开以及第二开关器件闭合，以使旁路该任意一个储能模块，即将其切出上述多个储能模块；控制模块确定电源模块处于正常充电时，可以控制上述任意一个储能模块的第一开关器件闭合以及第二开关器
件断开，以使该任意一个储能模块和其它储能模块串联耦合，即将其切入上述多个储能模块。在第一开关器件或第二开关器件由闭合变为断开时，由于电源模块中的寄生电感会产生一个较大的电势，导致第一开关器件或第二开关器件断开时的电压应力变大，有可能会将第一开关器件或第二开关器件损坏。其次，由于电源模块中存在电能，在吸收模块安装在电源模块母线上时，搭接的瞬间会存在比较大的冲击电流以及打火的情况。在本申请方案中，在第一开关器件或第二开关器件导通前先进行小电流预充电，可以解决吸收模块安装在电源模块母线上时，搭接的瞬间存在的较大冲击电流以及打火的问题。在第一开关器件或第二开关器件导通后，吸收模块可以吸收第一开关器件或第二开关器件断开时的电压尖峰，将第一开关器件和第二开关器件的电压应力钳位在安全的范围内，从而保护开关器件避免击穿损坏，进而可以提高储能装置的安全性。
[0007]作为一种可能的实施方式，每一吸收模块包括耦合于电源模块两端的第一电容和第二电容，其中第一电容用于对电源模块进行输出稳压，第二电容用于在第一开关器件或第二开关器件导通前进行充电。
[0008]在本申请提供的方案中，每一吸收模块可以包括第一电容和第二电容，第一电容可以对电源模块进行输出稳压，第二电容可以在第一开关器件或第二开关器件导通前进行预充电。在第一开关器件或第二开关器件动作之前预先充电，可以起到缓启的作用，从而可以解决吸收模块安装在电源模块母线上时，搭接的瞬间存在的较大冲击电流以及打火的问题。
[0009]作为一种可能的实施方式，每一吸收模块包括第三开关器件、第四开关器件和电阻，其中第四开关器件串联电阻；控制模块，用于控制第四开关器件在第三开关器件导通前先导通，以单独对第一电容或同时对第一电容和第二电容进行在电阻的限流下预充电。
[0010]在本申请提供的方案中，吸收模块包括第三开关器件和串联耦合的第四开关器件和电阻。在第一开关器件或第二开关器件导通前，控制模块先导通第四开关器件进行小电流预充电，具体在吸收模块包括第一电容和第二电容时，由于第一电容和第二电容耦合在电源模块两端，在吸收模块安装在电源模块母线上时，搭接瞬间会存在的较大冲击电流以及打火的问题，因此导通第四开关器件，经过电阻使得电流很小慢慢对第一电容或同时对第一电容和第二电容进行充电，小电流预充电起到缓启的作用，可以解决搭接的瞬间存在的较大冲击电流以及打火的问题。
[0011]作为一种可能的实施方式，所述第二电容和所述电阻串联电路的两端直接或者紧邻耦合所述第一开关器件的一个接入引脚和所述第二开关器件的一个接入引脚。
[0012]在本申请提供的方案中，第二电容和电阻串联电路的两端直接或紧邻第一开关器件的一个接入引脚和第二开关器件的一个接入引脚，可以减小回路走线的杂散电感产生的电势，提高电路性能。
[0013]作为一种可能的实施方式，第一开关器件和第二开关器件串联电路的两端并联有电阻电容(Resistor Capacitance，RC)吸收电路(第一电容和第一电阻)，在第一开关器件或第二开关器件导通后，控制模块用于控制第三开关器件导通，以基于RC吸收电路吸收第一开关器件或第二开关器件断开时产生的尖峰电压。
[0014]在本申请提供的方案中，小电流预充电之后，第一开关器件或第二开关器件导通，导通第三开关器件，在第一开关器件断开或第二开关器件断开时，在第一开关器件两端并
联的吸收电路(RC吸收电路或RCD吸收电路)或第二开关器件两端的并联吸收电路(RC吸收电路或RCD吸收电路)可以吸收开关器件断开时产生的尖峰电压的基础上，同时还可以通过并联在第一开关器件和第二开关器件串联电路两端的RC吸收电路吸收第一开关器件或第二开关器件断开时产生的尖峰电压，可以更有效地将第一开关器件或第二开关器件的电压应力钳位在安全的范围内，从而保护第一开关器件或第二开关器件避免击穿损坏，进而可以提高储能装置的安全性。第二电容可以吸收各个回路、印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)板间的杂散电感产生的电势，可以提高电路性能。第三开关器件导通还可以旁路电阻，减小吸收模块回路中的阻性负载，进而提高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能装置，其特征在于，包括多个串联的储能模块，多个储能模块中的每个储能模块包括电源模块、吸收模块、第一开关器件、第二开关器件和控制模块，其中：每个所述储能模块中，所述电源模块和所述第一开关器件串联在所述储能模块的正极端和负极端之间，所述电源模块和所述第二开关器件并联在所述储能模块的正极端和负极端之间；所述控制模块，用于控制所述多个储能模块中任意一个储能模块的所述第一开关器件闭合和所述第二开关器件断开，以使所述任意一个储能模块和其它储能模块串联耦合，所述其它储能模块为所述多个储能模块中除所述任意一个储能模块之外的储能模块；所述控制模块，用于控制所述任意一个储能模块的所述第一开关器件断开和所述第二开关器件闭合，以使旁路所述任意一个储能模块；所述吸收模块，用于在所述第一开关器件或所述第二开关器件导通前进行充电，并在所述第一开关器件或所述第二开关器件导通后，吸收所述第一开关器件或所述第二开关器件断开时产生的尖峰电压。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每一所述吸收模块包括耦合于所述电源模块两端的第一电容和第二电容，其中所述第一电容用于对所述电源模块进行输出稳压，所述第二电容用于在所述第一开关器件或所述第二开关器件导通前进行充电。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，每一所述吸收模块包括第三开关器件、第四开关器件和电阻，其中所述第四开关器件串联所述电阻；所述控制模块，用于控制所述第四开关器件在所述第三开关器件导通前先导通，以单独对第一电容或同时对所述第一电容和第二电容进行在所述电阻的限流下充电。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第二电容和所述电阻串联电路的两端直接或者紧邻耦合所述第一开关器件的一个接入引脚和所述第二开关器件的一个接入引脚。5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述第一开关器件和所述第二开关器件串联电路的两端还并联有电阻电容RC吸收电路；在所述第一开关器件或所述第二开关器件导通后，所述控制模块，用于控制所述第三开关器件导通，以基于所述RC吸收电路吸收所述第一开关器件或所述第二开关器件断开时产生的尖峰电压。6.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述第一电容的容值大于所述第二电容的容值。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一电容为电解电容或者钽电容。8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述第二电容为陶瓷电容或者薄膜电容。9.根据权利要求1
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8任一项所述的装置，其特征在于，所述第一开关器件、所述第二开关器件、第三开关器件和第四开关器件为金属氧化物半导体场效应管MOSFET、绝缘栅双极性晶体管IGBT、继电器、可控硅SCR中的任意一种。10.一种储能装置的控制方法，其特征在于，应用于储能装置，所述储能装置包括多个串联的储能模块，多个储能模块中的每个储能模块包括电源模块、吸收模块、第一开关器件、第二开关器件和控制模块，其中，每个所述储能模块中，所述电源模块和所述第一开关
器件串联在所述储能模块的正极端和负极端之间，所述电源模块和所述第二开...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹震，张涛，王众，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：