CN205248821U - 一种电池储能*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种电池储能***，包括储能电池单元，功率模块，三相多绕组变压器，及***的控制电路；所述储能电池单元连接多个功率模块；每个功率模块包括三相，其中每相均由多个单相H桥变换器组成；每相的输出端分别与三相多绕组变压器中对应一相绕组的原边连接；所述三相多绕组变压器的副边全部串联后输出；所述的控制电路输出端分别连接每个功率模块。通过采用单相H桥变换器作为储能单元进行电能的AC/DC双向变换，并且将多个储能单元串联构成三相H桥级联结构中的每一相，从而在此连接方式的基础上，通过三相H桥共用一个电池组解决了二次谐波对电池寿命的影响。能够满足高电压、小电流并且无二次谐波，对电池单体容量要求低。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力领域，具体为一种电池储能***。
背景技术
在电力领域中，采用储能装置平抑太阳能和风能的功率波动，起到“削峰填谷”的作用，从而可以向电网提供稳定的功率输出。大容量电池储能***在电网中的应用改变了电能只能传输不能存储的历史，给电网生产和运行带来革命性的影响，极大地促进我国智能电网的发展。
电池储能***采用AC/DC双向功率变换器，实现电池和电网之间的功率双向流动，功率变换器是储能***能量控制的核心。目前电池储能中应用的功率变换器主要有DC/AC单级结构和DC/DC+DC/AC双级式结构两种结构形式。大多数储能应用中，功率变换器采用低压方案，交流侧电压一般≤AC690V，单机功率容量一般在数百kW，更大的容量则需通过多台功率变换器在交流侧并联实现。ABB公司的个别型号功率变换器采用IGCT功率器件，直流侧电压可达3-5kV，交流侧电压可达2kV。
DC/AC单级结构是将电池组直接接于功率变换器直流母线端、再经功率变换器逆变后接入电网。DC/DC+DC/AC双级结构将电池电压经第一级的DC/DC变换后得到稳定的直流电压，再经过DC/AC变换器逆变后接入电网。加入DC/DC稳压环节消除了电池电压变化对后级DC/AC变换器控制的影响。但增加的DC/DC环节也增加了开关损耗、体积和成本，降低了效率。同时，现有的储能装置，普遍存在电压较高，电池寿命短，不容易用于矿井内的问题。
实用新型内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种使用寿命长，储能均衡，电压合理的电池储能***。
本实用新型是通过以下技术方案来实现：
一种电池储能***，包括储能电池单元，功率模块，三相多绕组变压器，及***的控制电路；所述储能电池单元连接多个功率模块；每个功率模块包括三相，其中每相均由多个单相H桥变换器组成；每相的输出端分别与三相多绕组变压器中对应一相绕组的原边连接；所述三相多绕组变压器的副边全部串联后输出；所述的控制电路输出端分别连接每个功率模块。
优选的，控制电路包括相互连接的电池管理电路BMS、断路器和LC滤波电路。
进一步，每个单相H桥变换器均采用电力电子开关结构。
再进一步，储能电池单元的输出端与LC滤波电路的输入端相连传输直流电压；LC滤波电路的输出端与三相中每个单相H桥变换器的直流端相连传输直流电压。
再进一步，LC滤波电路包括一个电感和滤波电容；单相H桥变换器包括四个电力电子开关；四个电力电子开关连接组成单相H桥，与并联在直流侧的滤波电容构成功率模块。
进一步，储能电池单元是由多个充电电池串联组成。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
本实用新型通过采用单相H桥变换器作为储能单元进行电能的AC/DC双向变换，并且将多个储能单元串联构成三相H桥级联结构中的每一相，从而在此连接方式的基础上，通过三相H桥共用一个电池组解决了二次谐波对电池寿命的影响。并且由于采用多个储能单元，可以利用控制各个储能单元输出电压幅值的相互比例来实现同一线电压支路上的不同储能单元的能量均衡。控制三个线电压支路的电流比例来实现不同线支路上的储能单元的总能量均衡。使其在同等功率下，能够满足高电压、小电流并且无二次谐波，对电池单体容量要求低；通过旁路可实现冗余，可靠性高；具有平衡电池电压的功能，在MW级大容量时方案成本较低，供电电压低，能够很好的适用于矿井内的工作。
附图说明
图1为本实用新型实例中所述电池储能***的结构框图。
图2为本实用新型实例中所述电池储能***的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。
本实用新型一种电池储能***，如图1所示，包括储能电池单元及***的控制电路；储能电池单元连接多个功率模块；每个功率模块包括三相，每相由多个H桥变换器组成；其中，每相与三相多绕组变压器的中对应的一相绕组的原边对应连接；三相多绕组变压器的副边串联后输出。
通过采用上述的连接方式，采取三相H桥级联结构，每一相由多个储能单元串联构成，储能单元采用单相H桥变换器实现电能的AC/DC双向变换；并可采用低电压的储能电池单元实现矿下工作。通过三相H桥共用一个电池组解决了二次谐波对电池寿命的影响。
由于采用多个储能单元，可以利用控制各个储能单元输出电压幅值的相互比例来实现同一线电压支路上的不同储能单元的能量均衡。控制三个线电压支路的电流比例来实现不同线支路上的储能单元的总能量均衡。
本优选实例中，如图2所示，控制电路包括相互连接的电池管理电路BMS、断路器和LC滤波电路。每个单相H桥变换器采用电力电子开关结构。储能电池单元的输出端与LC滤波电路的输入端相连传输直流电压；LC滤波电路的输出端与每个三相的H桥变换器的直流端相连以传输直流电压。储能电池单元是由多个充电电池串联组成。
如图2所示，每4个电力电子开关构成一个单相的H桥变换器，每个单相H桥变换器和直流电容连接为单相H桥结构，直流电容并联在直流侧。三相多绕组变压器变比为1：1。
具体的如图2所示，电池管理电路BMS用于检测电池组状态，储能电池单元的输出端与LC滤波电路的输入端相连传输直流电压，LC滤波电路的输出端与三相的H桥变换器的直流端相连以传输直流电压，功率模块的H桥变换器的输出端与多绕组变压器相连，如此构成储能单元，三相中的各个储能单元交流侧连接变压器后串联后输出，其中一端为模块化中低压储能***的中性点，另一端与电网构成中低压储能***的三相。
本优选实例中，LC滤波电路包括一个电感和滤波电容；单相H桥变换器包括四个电力电子开关，四个电力电子开关连接组成单相H桥，与并联在直流侧的滤波电容构成功率模块。
与现有技术相比，本发明能够同等功率下，高电压、小电流、无二次谐波的输出，对电池单体容量要求低；通过旁路可实现冗余，可靠性高；具有平衡电池电压的功能，在MW级大容量时成本较低。
Claims (6)
1.一种电池储能***，其特征在于，包括储能电池单元，功率模块，三相多绕组变压器，及***的控制电路；
所述储能电池单元连接多个功率模块；每个功率模块包括三相，其中每相均由多个单相H桥变换器组成；每相的输出端分别与三相多绕组变压器中对应一相绕组的原边连接；
所述三相多绕组变压器的副边全部串联后输出；
所述的控制电路输出端分别连接每个功率模块。
2.根据权利要求1所述的电池储能***，其特征在于，所述控制电路包括相互连接的电池管理电路BMS、断路器和LC滤波电路。
3.根据权利要求2所述的电池储能***，其特征在于，每个单相H桥变换器均采用电力电子开关结构。
4.根据权利要求3所述的电池储能***，其特征在于，储能电池单元的输出端与LC滤波电路的输入端相连传输直流电压；LC滤波电路的输出端与三相中每个单相H桥变换器的直流端相连传输直流电压。
5.根据权利要求3所述的电池储能***，其特征在于，LC滤波电路包括一个电感和滤波电容；单相H桥变换器包括四个电力电子开关；四个电力电子开关连接组成单相H桥，与并联在直流侧的滤波电容构成功率模块。
6.根据权利要求1所述的电池储能***，其特征在于，所述储能电池单元是由多个充电电池串联组成。
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| CN201521020003.8U CN205248821U (zh) | 2015-12-09 | 2015-12-09 | 一种电池储能*** |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107768701A (zh) * | 2016-08-17 | 2018-03-06 | 大连融科储能技术发展有限公司 | 一种大规模液流电池储能装置 |
| CN113036831A (zh) * | 2019-12-25 | 2021-06-25 | 国创新能源汽车智慧能源装备创新中心(江苏)有限公司 | 充电***的控制方法和装置 |
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2015
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