一种储能系统及其电网系统技术方案

本发明专利技术实施方式公开了一种储能系统及其电网系统，该储能系统包括：包括N个电池簇的电池组，用于储存电能；功率变换模块，用于调节N个电池簇的充电功率或放电功率；储能变流器，用于对电池组充电或对电池组放电；其中，功率变换模块包括一个或N个功率变换电路，功率变换电路通过调节自身输出的补偿电压以调节相应电池簇的充电功率或放电功率。通过上述方式，本发明专利技术实施方式能够避免不同容量的电池簇产生的并联失配，使并联的电池簇容量得到充分利用。并且在此基础上，降低储能系统的功率损耗，减少储能系统在效率和经济上的损失。减少储能系统在效率和经济上的损失。减少储能系统在效率和经济上的损失。

【技术实现步骤摘要】
一种储能系统及其电网系统


[0001]本专利技术实施方式涉及储能电池领域，特别是涉及一种储能系统及其电网系统。

技术介绍

[0002]在储能系统中，传统电池簇在并联成组的的情况下，根据并联电路的特性，并联链路上的电池簇可用容量只能达到最弱的电池簇容量，产生电池簇并联失配，使得其他并联电池簇容量无法被充分利用。
[0003]常见的解决方案是在每簇电池的输出引入DC
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DC模块，将DC
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DC模块整个串联进相应电池簇的支路上，通过DC
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DC模块并联成组以实现对每一簇电池的精细化管理，最大程度减小模组并联失配的影响，由此提升整个储能系统的可用容量。但是在这个架构中各个DC
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DC模块要流过其相应电池簇的全部功率，也就是所有DC
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DC模块要流过整个储能系统的全部功率，这会对整个储能系统产生不小的功率损耗，并且多个DC
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DC模块的硬件成本高。通过上述方式会给储能系统带来效率、经济方面的损失。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术实施方式采用的一个技术方案是：提供一种储能系统，包括：包括N个电池簇的电池组，用于储存电能；功率变换模块，用于调节所述N个电池簇的充电功率或放电功率；储能变流器，用于对所述电池组充电或对所述电池组放电；其中，所述功率变换模块包括一个或N个功率变换电路，所述功率变换电路通过调节自身输出的补偿电压以调节相应电池簇的充电功率或放电功率。
[0005]在一些实施例中，当所述功率变换模块包括N个功率变换电路时，所述功率变换电路的输出侧串接在相应的电池簇的正极和所述储能变流器的直流端之间，所述功率变换电路的输入侧连接至相应的电池簇正极。
[0006]在一些实施例中，当所述功率变换模块包括N个功率变换电路时，所述功率变换电路的输出侧串接在相应的电池簇的正极和所述储能变流器的直流端之间，所述功率变换电路的输入侧均连接至所述储能变流器的直流端。
[0007]在一些实施例中，当所述功率变换模块包括N个功率变换电路时，所述储能系统还包括外部电源，其中，所述功率变换电路的输出侧串联在相应的电池簇的正极和所述储能变流器的直流端之间，所述功率变换电路的输入侧均连接至所述外部电源的输出端。
[0008]在一些实施例中，当所述功率变换模块包括一个功率变换电路时，所述储能系统还包括开关模块，其中，所述开关模块用于将所述功率变换电路的输出侧串接至任意一个电池簇的正极和所述储能变流器的直流端之间。
[0009]在一些实施例中，所述开关模块包括N个第一控制开关和N个第二控制开关，其中，所述N个第一控制开关的第一端均连接至所述储能变流器的直流端和所述功率变换电路的输出侧的一端，所述第一控制开关的第二端连接至相应的第二控制开关的第一端以及相应的电池簇的正极；所述N个第二控制开关的第一端的另一端连接至相应的电池簇的正极，所
述N个第二控制开关的第二端均连接至所述功率变换电路的输出侧的另一端。
[0010]在一些实施例中，所述开关模块还包括N个第三控制开关，其中，所述第三控制开关的第一端连接至相应的第二控制开关的第二端，所述第三控制开关的第二端连接至相应的电池簇的正极。
[0011]在一些实施例中，所述储能系统还包括外部电源，其中，所述功率变换电路的输入侧均连接至所述外部电源的输出端。
[0012]在一些实施例中，N大于或等于2。
[0013]在一些实施例中，所述第一控制开关为绝缘栅双极型晶体管IGBT，或金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET或SIC MOSFET；所述第二控制开关为IGBT、MOSFET或SIC MOSFET；所述第三控制开关为IGBT、MOSFET或SIC MOSFET。
[0014]在一些实施例中，所述功率变换电路包括变压器、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容和滤波电感，其中，所述变压器的一侧的一端连接至所述第一开关管的源极或发射极以及所述第二开关管的漏极或集电极，所述变压器的一侧的另一端连接至所述第二电容的一端和第三电容的一端；所述第二电容的另一端连接至所述第一开关管的漏极或集电极，所述第三电容的另一端连接至所述第二开关管的源极或发射极；所述第一电容的一端连接至所述第二电容的另一端，所述第一电容的另一端连接至所述第三电容的另一端，所述第一电容的两端作为所述功率变换电路的输入侧；所述变压器的另一侧的一端连接至所述滤波电感的一端，所述滤波电感的另一端连接至所述第三开关管的源极或发射极以及所述第四开关管的漏极或集电极，所述变压器的另一侧的另一端连接至所述第五电容的一端和第六电容的一端；所述第五电容的另一端连接至所述第三开关管的漏极或集电极，所述第六电容的另一端连接至所述第四开关管的源极或发射极；所述第四电容的一端连接至所述第五电容的另一端，所述第四电容的另一端连接至所述第六电容的另一端，所述第四电容的两端作为所述功率变换电路的输出侧。
[0015]在一些实施例中，所述第一开关管为IGBT、MOSFET或SIC MOSFET；所述第二开关管为IGBT、MOSFET或SIC MOSFET；所述第三开关管为IGBT、MOSFET或SIC MOSFET；所述第四开关管为IGBT、MOSFET或SIC MOSFET。
[0016]为解决上述技术问题，本专利技术实施方式采用的另一个技术方案是：提供一种电网系统，包括:电网；以及如上所述的储能系统，其中，所述电网与所述储能系统的储能变流器的交流端连接。
[0017]本专利技术实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术实施方式能够避免不同容量的电池簇产生的并联失配，使并联的电池簇容量得到充分利用。并且在此基础上，降低储能系统的功率损耗，减少储能系统在效率和经济上的损失。
附图说明
[0018]图1是本专利技术实施方式提供的一种储能系统的结构示意图；图2是本专利技术实施方式提供的第一种储能系统的电路拓扑图；图3是本专利技术实施方式提供的第二种储能系统的电路拓扑图;图4是本专利技术实施方式提供的第三种储能系统的电路拓扑图;
图5是本专利技术实施方式提供的第四种储能系统的电路拓扑图；图6是本专利技术实施方式提供的第五种储能系统的电路拓扑图图7是本专利技术实施方式提供的一种功率变换电路的电路拓扑图；图8是本专利技术实施方式提供的一种电网系统的结构示意图。
具体实施方式
[0019]为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施例，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语
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上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能系统，其特征在于，包括：包括N个电池簇的电池组，用于储存电能；功率变换模块，用于调节所述N个电池簇的充电功率或放电功率；储能变流器，用于对所述电池组充电或对所述电池组放电；其中，所述功率变换模块包括一个或N个功率变换电路，所述功率变换电路通过调节自身输出的补偿电压以调节相应电池簇的充电功率或放电功率。2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，当所述功率变换模块包括N个功率变换电路时，所述功率变换电路的输出侧串接在相应的电池簇的正极和所述储能变流器的直流端之间，所述功率变换电路的输入侧连接至相应的电池簇正极。3.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，当所述功率变换模块包括N个功率变换电路时，所述功率变换电路的输出侧串接在相应的电池簇的正极和所述储能变流器的直流端之间，所述功率变换电路的输入侧均连接至所述储能变流器的直流端。4.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，当所述功率变换模块包括N个功率变换电路时，所述储能系统还包括外部电源，其中，所述功率变换电路的输出侧串接在相应的电池簇的正极和所述储能变流器的直流端之间，所述功率变换电路的输入侧均连接至所述外部电源的输出端。5.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，当所述功率变换模块包括一个功率变换电路时，所述储能系统还包括开关模块，其中，所述开关模块用于将所述功率变换电路的输出侧串接至任意一个电池簇的正极和所述储能变流器的直流端之间。6.根据权利要求5所述的储能系统，其特征在于，所述开关模块包括N个第一控制开关和N个第二控制开关，其中，所述N个第一控制开关的第一端均连接至所述储能变流器的直流端和所述功率变换电路的输出侧的一端，所述第一控制开关的第二端连接至相应的第二控制开关的第一端以及相应的电池簇的正极；所述N个第二控制开关的第一端连接至相应的电池簇的正极，所述N个第二控制开关的第二端均连接至所述功率变换电路的输出侧的另一端。7.根据权利要求6所述的储能系统，其特征在于，所述开关模块还包括N个第三控制开关，其中，所述第三控制开关的第一端连接至相应的第二控制开关的第二端，所述第三控制开关的第二端连接至相应的电池簇的正极。8.根据权利要求5所述的储能系统，其特征在于，还包括外部电源，其中，所述功率变换电路的输入侧均连接至所述外部电源的输出端。9.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘朋，
申请(专利权)人：深圳市首航新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：