CN214959327U - 储能电路及模块化多电平换流器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种储能电路及模块化多电平换流器，在第一储能桥臂、第二储能桥臂、第三储能桥臂、第四储能桥臂、第五储能桥臂和第六储能桥臂的两端分别反向并联有一个二极管。当储能***的直流侧发生双极短路故障时，保护动作之前，故障电流流过储能桥臂；保护动作后，储能桥臂闭锁，短路故障电流大部分将通过反并联的二极管形成回路，经过储能桥臂的电流较小，从而避免储能桥臂被损坏。通过上述方案进行短路故障处理，在同等电压等级下，所需的器件数量少，可有效降低成本以及***结构，同时不需要增加额外的半控器件，如晶闸管，也就不需要进行额外的控制，还具有实现容易的优点。

Description

储能电路及模块化多电平换流器

技术领域

本申请涉及储能技术领域，特别是涉及一种储能电路及模块化多电平换流器。

背景技术

随着风电、太阳能等新能源发电的占比越来越大，新能源发电过程中产生的间歇性、波动性等问题日渐凸显。采用电池储能***来平滑风电和光伏发电功率是解决这个问题的有效途径。电池储能***中涉及到交直流换流技术，相比于传统的电压源换流器，模块化多电平换流器(MMC，Modular Multilevel Converter)具有较高的模块化和可扩展性，避免了功率开关器件直接串联，较低的开关频率降低了转换器的损耗，并且引进冗余子模块，运行可靠性高。

但是，电池储能***工作过程中，直流线路不可避免地会发生短路故障，直流双极短路故障是MMC最具严重后果的故障之一。现阶段，处理MMC直流侧故障的方案主要有以下几种：其一是采用直流断路器快速清除直流故障；其二是采用具有故障穿越能力的新型拓扑；其三是采用在子模块的交流侧并联单个晶闸管或者两个反并联的晶闸管，以此消除二极管的不控整流效应，使直流电流能够自然衰减。

然而，直流断路器清除方案中，直流断路器造价比较昂贵；具有故障穿越能力的新型拓扑则会大幅增加开关器件的数量，导致***较为复杂，具有较高的稳态运行损耗；而添加晶闸管的直流保护方案，则需要在每个子模块中都反并联晶闸管，严重增加了***的成本。因此，传统的电池储能***仍存在***结构复杂以及成本高的缺点。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统的电池储能***结构复杂以及成本高的问题，提供一种储能电路及模块化多电平换流器。

一种储能电路，包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第一储能桥臂、第二储能桥臂、第三储能桥臂、第四储能桥臂、第五储能桥臂和第六储能桥臂，

所述第一二极管的阴极连接所述第一储能桥臂的第一端，所述第一二极管的阳极连接所述第二二极管的阴极和所述第一储能桥臂的第二端，所述第二储能桥臂的第一端连接所述第一储能桥臂的第二端且公共端用于连接三相电网的第一相线，所述第二二极管的阳极连接所述第二储能桥臂的第二端，所述第一二极管的阴极用于连接直流电网的正端，所述二极管的阳极用于连接所述直流电网的负端；

所述第三二极管的阴极连接所述第一储能桥臂的第一端和所述第三储能桥臂的第一端，所述第三二极管的阳极连接所述第四二极管的阴极和所述第三储能桥臂的第二端，所述第四储能桥臂的第一端连接所述第三储能桥臂的第二端且公共端用于连接所述三相电网的第二相线，所述第四二极管的阳极连接所述第二储能桥臂的第二端和所述第四储能桥臂的第二端；

所述第五二极管的阴极连接所述第三储能桥臂的第一端和所述第五储能桥臂的第一端，所述第五二极管的阳极连接所述第六二极管的阴极和所述第五储能桥臂的第二端，所述第六储能桥臂的第一端连接所述第五储能桥臂的第二端且公共端用于连接所述三相电网的第三相线，所述第六二极管的阳极连接所述第四储能桥臂的第二端和所述第六储能桥臂的第二端。

在一个实施例中，所述储能电路还包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第五电感和第六电感，所述第一储能桥臂的第二端连接所述第一电感的第一端，所述第一电感的第二端连接所述第二电感的第一端和所述第一二极管的阳极，且公共端用于连接所述三相电网的第一相线，所述第二电感的第二端连接所述第二储能桥臂的第一端；所述第三储能桥臂的第二端连接所述第三电感的第一端，所述第三电感的第二端连接所述第四电感的第一端和所述第三二极管的阳极，且公共端用于连接所述三相电网的第二相线，所述第四电感的第二端连接所述第四储能桥臂的第一端；所述第五储能桥臂的第二端连接所述第五电感的第一端，所述第五电感的第二端连接所述第六电感的第一端和所述第五二极管的阳极，且公共端用于连接所述三相电网的第三相线，所述第六电感的第二端连接所述第六储能桥臂的第一端。

在一个实施例中，所述储能电路还包括第七电感、第八电感和第九电感，所述第一电感的第二端连接所述第二电感的第一端和所述第一二极管的阳极，且公共端通过所述第七电感连接所述三相电网的第一相线；所述第三电感的第二端连接所述第四电感的第一端和所述第三二极管的阳极，且公共端通过所述第八电感连接所述三相电网的第二相线；所述第五电感的第二端连接所述第六电感的第一端和所述第五二极管的阳极，且公共端通过所述第九电感连接所述三相电网的第三相线。

在一个实施例中，各储能桥臂均分别包括多个串联的储能单元。

在一个实施例中，所述储能单元包括第一开关器件、第二开关器件、第一续流二极管、第二续流二极管和储能器件，所述第一开关器件的控制端和所述第二开关器件的控制端分别用于连接外部控制装置，所述开关器件的第一端连接所述第一续流二极管的阴极和所述储能器件的第一端，所述第一开关器件的第二端连接所述第一续流二极管的阳极和所述第二开关器件的第一端，所述第二续流二极管的阴极连接所述第二开关器件的第一端，所述第二开关器件的第二端连接所述第二续流二极管的阳极和所述储能器件的第二端，所述第一开关器件的第二端作为所述储能单元的第一端，所述第二开关器件的第二端作为所述储能单元的第二端。

在一个实施例中，所述储能单元还包括滤波电容，所述滤波电容的第一端连接所述第一开关器件的第一端和所述储能器件的第一端，所述滤波电容的第二端连接所述第二开关器件的第二端和所述储能器件的第二端。

在一个实施例中，所述储能器件为蓄电池。

在一个实施例中，所述第一开关器件和所述第二开关器件均为全控型半导体开关器件。

在一个实施例中，各储能桥臂中的储能单元的数量相同。

一种模块化多电平换流器，包括上述的储能电路。

上述储能电路及模块化多电平换流器，第一储能桥臂与第二储能桥臂相连、第三储能桥臂与第四储能桥臂相连以及第五储能桥臂与第六储能桥臂相连分别组成一个相簇，第一储能桥臂的第一端、第三储能桥臂的第一端以及第五储能桥臂的第一端相连作为直流正极连接至直流电网的正端，第二储能桥臂的第二端、第四储能桥臂的第二端以及第六储能桥臂的第二端相连作为直流负极连接至直流电网的负端。同时在第一储能桥臂、第二储能桥臂、第三储能桥臂、第四储能桥臂、第五储能桥臂和第六储能桥臂的两端分别反向并联有一个二极管。当储能***的直流侧发生双极短路故障时，保护动作之前，故障电流流过储能桥臂；保护动作后，储能桥臂闭锁，短路故障电流大部分将通过反并联的二极管形成回路，经过储能桥臂的电流较小，从而避免储能桥臂被损坏。通过上述方案进行短路故障处理，在同等电压等级下，所需的器件数量少，可有效降低成本以及***结构，同时不需要增加额外的半控器件，如晶闸管，也就不需要进行额外的控制，还具有实现容易的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为一实施例中储能电路结构示意图；

图2为另一实施例中储能电路结构示意图；

图3为一实施例中储能单元结构示意图；

图4为另一实施例中储能单元结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。

请参阅图1，一种储能电路，包括：第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第一储能桥臂10、第二储能桥臂20、第三储能桥臂30、第四储能桥臂40、第五储能桥臂50和第六储能桥臂60，第一二极管D1的阴极连接第一储能桥臂10的第一端，第一二极管D1的阳极连接第二二极管D2的阴极和第一储能桥臂10的第二端，第二储能桥臂20的第一端连接第一储能桥臂10的第二端且公共端用于连接三相电网的第一相线，第二二极管D2的阳极连接第二储能桥臂20的第二端，第一二极管D1的阴极用于连接直流电网的正端，二极管的阳极用于连接直流电网的负端；第三二极管D3的阴极连接第一储能桥臂10的第一端和第三储能桥臂30的第一端，第三二极管D3的阳极连接第四二极管D4的阴极和第三储能桥臂30的第二端，第四储能桥臂40的第一端连接第三储能桥臂30的第二端且公共端用于连接三相电网的第二相线，第四二极管D4的阳极连接第二储能桥臂20的第二端和第四储能桥臂40的第二端；第五二极管D5的阴极连接第三储能桥臂30的第一端和第五储能桥臂50的第一端，第五二极管D5的阳极连接第六二极管D6的阴极和第五储能桥臂50的第二端，第六储能桥臂60的第一端连接第五储能桥臂50的第二端且公共端用于连接三相电网的第三相线，第六二极管D6的阳极连接第四储能桥臂40的第二端和第六储能桥臂60的第二端。

具体地，储能桥臂即为存储电能的桥臂，本实施例的方案中，两个桥臂相连则组成一个相簇，也即第一储能桥臂10与第二储能桥臂20相连接，组成第一相簇，第三储能桥臂30与第四储能桥臂40相连接，组成第二相簇，第五储能桥臂50与第六储能桥臂60相连接，组成第三相簇。每一相簇中，两储能桥臂的叫公共端点分别连接到储能***的交流侧，也即连接至交流电网，而第一储能桥臂10的第一端、第三储能桥臂30的第一端和第五储能桥臂50的第一端连接到储能***的直流侧，也即连接至直流电网的正端，而第二储能桥臂20的第二端、第四储能桥臂40的第二端和第六储能桥臂60的第二端连接到直流电网的负端，从而可实现储能***中交流电与直流电之间的相互转换。

进一步地，本实施例的方案还在每一桥臂均反向并联有一个二极管，每一相簇中的两个二极管之间形成串联。通过该种设置方式，可在储能***的直流侧发生双极短路故障时，保护动作之前，故障电流流过储能桥臂；保护动作后，储能桥臂闭锁，短路故障电流大部分将通过反并联的二极管形成回路，经过储能桥臂的电流较小，从而避免储能桥臂被损坏。

应当指出的是，在一个实施例中，为了保证储能电路能够在保护动作之后，各个二极管能够承受流经的电流，所选取的二极管应当为耐受大电流的二极管。例如，在一个实施例中，可选取短时能够承受的脉冲电流大于1000A类型的二极管，以是储能电路具有更广阔的使用场景。在一个较为详细的实施例中，第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5和第六二极管D6均选用型号为MDK55A1600V的防反二极管，该二极管的耐压为1600V，短时能够承受的脉冲电流为1300A。

请参阅图2，在一个实施例中，储能电路还包括第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4、第五电感L5和第六电感L6，第一储能桥臂10的第二端连接第一电感L1的第一端，第一电感L1的第二端连接第二电感L2的第一端和第一二极管D1的阳极，且公共端用于连接三相电网的第一相线，第二电感L2的第二端连接第二储能桥臂20的第一端；第三储能桥臂30的第二端连接第三电感L3的第一端，第三电感L3的第二端连接第四电感L4的第一端和第三二极管D3的阳极，且公共端用于连接三相电网的第二相线，第四电感L4的第二端连接第四储能桥臂40的第一端；第五储能桥臂50的第二端连接第五电感L5的第一端，第五电感L5的第二端连接第六电感L6的第一端和第五二极管D5的阳极，且公共端用于连接三相电网的第三相线，第六电感L6的第二端连接第六储能桥臂60的第一端。

具体地，本实施例的技术方案中，储能电路的每一桥臂还设置有电感来实现桥臂之间的连接，也即每一相簇中的两个桥臂分别设置有一电感，同一相簇中高的两个桥臂通过两电感进行连接。本实施例的方案，通过第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4、第五电感L5和第六电感L6的设置，可满***流接口的并网要求，滤除交流侧出口电流中的谐波；抑制相间换流以及抑制直流母线故障时的故障电流上升率的作用。

应当指出的是，在一个实施例中，为了尽量减少储能电路的体积以及减少电路成本，可选取电感值为11mH的电感作为各个桥臂之间的连接电感。

请继续参阅图2，在一个实施例中，储能电路还包括第七电感L7、第八电感L8和第九电感L9，第一电感L1的第二端连接第二电感L2的第一端和第一二极管D1的阳极，且公共端通过第七电感L7连接三相电网的第一相线；第三电感L3的第二端连接第四电感L4的第一端和第三二极管D3的阳极，且公共端通过第八电感L8连接三相电网的第二相线；第五电感L5的第二端连接第六电感L6的第一端和第五二极管D5的阳极，且公共端通过第九电感L9连接三相电网的第三相线。

具体地，本实施例的方案在储能电路中还设置有三个交流侧连接电感，第一电感L1与第二电感L2的公共端通过第七电感L7连接至交流电网的第一相，第三电感L3与第四电感L4的公共端通过第八电感L8连接至交流电网的第二相，第五电感L5与第六电感L6的公共端通过第九电感L9连接至交流电网的第三相。本实施例通过交流侧连接电感的设置，可进一步对交流侧出口的电流谐波进行滤除，保证储能电路的工作可靠性。

应当指出的是，在一个实施例中，交流侧连接电感在考虑滤波效果后，可采用电感1mH的电感作为交流侧连接电感，也即第七电感L7、第八电感L8和第九电感L9均可选用电感值为1mH的电感。

请继续参阅图2，在一个实施例中，各储能桥臂均分别包括多个串联的储能单元。

具体地，本实施例中，第一储能桥臂10、第二储能桥臂20、第三储能桥臂30、第四储能桥臂40、第五储能桥臂50和第六储能桥臂60均包括多个储能单元，且在各个储能桥臂中，储能单元均以串联的形式连接，也即将第一个储能单元的第一端作为储能桥臂的第一端，第一储能单元的第二端连接第二储能单元的第一端，第二储能单元的第二端连接第三储能单元的第一端……直至最后一个储能单元，将最后一个储能单元的第二端作为储能桥臂的第二端，即实现各个储能单元的串联。

可以理解，各个储能桥臂中储能单元的数量并不是唯一的，在一个较为详细的实施例中，可以是将各个桥臂中的储能单元数量设置相同，也即第一储能桥臂10、第二储能桥臂20、第三储能桥臂30、第四储能桥臂40、第五储能桥臂50和第六储能桥臂60中所串联的储能单元的数量均相同。

更进一步地，在一个实施例中，可将每一相簇均设置有40个储能单元，也即每一桥臂中储能单元的数量均为20，第一储能桥臂10、第二储能桥臂20、第三储能桥臂30、第四储能桥臂40、第五储能桥臂50和第六储能桥臂60分别由20个储能单元串联构成。

应当指出的是，储能单元的结构并不是唯一的，请结合参阅图3，在一个实施例中，储能单元包括第一开关器件T1、第二开关器件T2、第一续流二极管D7、第二续流二极管D8和储能器件U，第一开关器件T1的控制端和第二开关器件T2的控制端分别用于连接外部控制装置，开关器件的第一端连接第一续流二极管D7的阴极和储能器件U的第一端，第一开关器件T1的第二端连接第一续流二极管D7的阳极和第二开关器件T2的第一端，第二续流二极管D8的阴极连接第二开关器件T2的第一端，第二开关器件T2的第二端连接第二续流二极管D8的阳极和储能器件U的第二端，第一开关器件T1的第二端作为储能单元的第一端，第二开关器件T2的第二端作为储能单元的第二端。

具体地，本实施例的方案中，将第一开关器件T1的第二端作为储能单元的第一端，将第二开关器件T2的第二端作为储能单元的第二端，采用上述方式可将各个储能单元进行串联。储能单元包括两个开关器件及其对应的续流二极管，同时还包括一个储能器件U。当储能***直流侧发生双极短路故障时，保护动作之前，故障电流流过储能单元中的开关器件；保护动作后，开关器件闭锁，短路故障电流大部分将通过反并联的大电流二极管(也即第一二极管D1至第六二极管D6)形成回路，经过储能单元中第一续流二极管D7以及第二续流二极管D8的电流较小，从而避免续流二极管被损坏。

进一步地，在一个实施例中，请结合参阅图4，储能单元还包括滤波电容C0，滤波电容C0的第一端连接第一开关器件T1的第一端和储能器件U的第一端，滤波电容C0的第二端连接第二开关器件T2的第二端和储能器件U的第二端。

具体地，本实施例在储能器件U的两端还并联有滤波电容C0，通过该滤波电容C0可有效滤除储能单元中的杂波，有效提高储能单元的工作可靠性。

可以理解，储能器件U的具体类型并不是唯一的，在一个实施例中，储能器件U为蓄电池。进一步地，可采用钛酸锂电池作为储能器件U。在一个较为详细的实施例中，所采用高的钛酸锂电池的额定电压48V，标称容量55Ah。

同样的，第一开关器件T1与第二开关器件T2的具体类型并不是唯一的，只要能够根据直流侧是否发生双极短路故障而进行通断控制均可。例如，在一个实施例中，第一开关器件T1和第二开关器件T2均为全控型半导体开关器件。

具体地，全控型半导体开关器件又称为自关断器件，是指通过控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断的电力电子器件。门极可关断晶闸管、电力场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管等均属于此类。本实施例中第一开关器件T1和第二开关器件T2均采用全控型半导体开关器件，具有较强的控制可靠性，从而提高储能电路的工作可靠性。

进一步地，在一个较为详细的实施例中，第一开关器件T1和第二开关器件T2均为金属氧化物半导体场效应管。金属氧化物半导体场效晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor，MOSFET)依照其沟道极性的不同，可分为电子占多数的N沟道型与空穴占多数的P沟道型，通常被称为N型金属氧化物半导体场效应管(NMOSFET)与P型金属氧化物半导体场效应管(PMOSFET)，具体采用何种类型的MOSFET，可由用户结合具体场景进行不同选择。

在一个实施例中，为了保证储能电路能够在较高电压环境下使用，所选用的MOSFET的耐压值应当为100V-150V。进一步地，在一个较为详细的实施例中，选用型号为SFG180N10PF的功率MOSFET作为储能单元的开关器件，其可允许通过的连续漏极电流为180A，能承受的脉冲漏极电流为540A。在同一储能单元中，两个MOSFET按半桥结构连接，与滤波电容C0和储能器件U并联，滤波电容C0的容量为6800uF。

为了便于理解本申请的各个实施例，下面结合具体实施例对本申请进行解释说明。本实施例的电池储能电路应用在60kW/380V电池储能***，短路容量6MVA，直流侧额定电压为750V。储能***所连接的配电网中变压器额定容量为250kVA。本实施例的储能单元包括：2个开关器件及其续流二极管、1个滤波电容C0和1个储能电池，按照并联的方式构成储能单元。每一相簇各包括40个储能单元，每个桥臂各20个储能单元(也即每个储能桥臂包括串联的20个储能单元)，按照图2的方式连接构成整个储能电路。

本实施例中，储能单元的储能器件U为钛酸锂电池，额定电压48V，标称容量55Ah。各个桥臂之间连接的桥臂连接电感(也即第一电感L1至第六电感L6)主要作用有三个：一是满***流接口的并网要求，滤除交流侧出口电流中的谐波；二是抑制相间换流；三是抑制直流母线故障时的故障电流上升率。由于成本和体积的限制，本实施例中选取的桥臂连接电感为1mH。交流侧连接电感(也即第七电感L7至第九电感L9)在考虑滤波效果后，电感值选取为1mH。储能单元的开关器件(也即第一开关器件T1和第二开关器件T2)为MOSFET，耐压为100V-150V，选用型号为SFG180N10PF的MOSFET作为储能单元的开关器件，其可允许通过的连续漏极电流为180A，能承受的脉冲漏极电流为540A。2个MOSFET按半桥结构连接，与滤波电容C0和蓄电池并联，滤波电容C0的容量为6800uF。耐受大电流的二极管(也即第一二极管D1至第六二极管D6)选用型号为MDK55A1600V的防反二极管，耐压为1600V，短时能够承受的脉冲电流为1300A。

当储能***直流侧发生双极短路故障时，保护动作之前，故障电流流过开关器件；保护动作后，开关器件闭锁，短路故障电流大部分将通过反并联的大电流二极管形成回路，经过开关器件的续流二极管的电流较小，从而避免开关器件的续流二极管被损坏。本实施例的优点在于同等电压等级下，所需的器件数量少，***的成本低；结构简单，对现有***的改造成本比较低；不需要增加额外的半控器件，如晶闸管，也就不需要进行额外的控制，较容易实现。

上述储能电路，第一储能桥臂10与第二储能桥臂20相连、第三储能桥臂30与第四储能桥臂40相连以及第五储能桥臂50与第六储能桥臂60相连分别组成一个相簇，第一储能桥臂10的第一端、第三储能桥臂30的第一端以及第五储能桥臂50的第一端相连作为直流正极连接至直流电网的正端，第二储能桥臂20的第二端、第四储能桥臂40的第二端以及第六储能桥臂60的第二端相连作为直流负极连接至直流电网的负端。同时在第一储能桥臂10、第二储能桥臂20、第三储能桥臂30、第四储能桥臂40、第五储能桥臂50和第六储能桥臂60的两端分别反向并联有一个二极管。当储能***的直流侧发生双极短路故障时，保护动作之前，故障电流流过储能桥臂；保护动作后，储能桥臂闭锁，短路故障电流大部分将通过反并联的二极管形成回路，经过储能桥臂的电流较小，从而避免储能桥臂被损坏。通过上述方案进行短路故障处理，在同等电压等级下，所需的器件数量少，可有效降低成本以及***结构，同时不需要增加额外的半控器件，如晶闸管，也就不需要进行额外的控制，还具有实现容易的优点。

一种模块化多电平换流器，包括上述的储能电路。

具体地，储能电路的结构如上述各个实施例以及附图所示，两个桥臂相连则组成一个相簇，也即第一储能桥臂10与第二储能桥臂20相连接，组成第一相簇，第三储能桥臂30与第四储能桥臂40相连接，组成第二相簇，第五储能桥臂50与第六储能桥臂60相连接，组成第三相簇，每一相簇中，两储能桥臂的叫公共端点分别连接到储能***的交流侧，也即连接至交流电网，而第一储能桥臂10的第一端、第三储能桥臂30的第一端和第五储能桥臂50的第一端连接到储能***的直流侧，也即连接至直流电网的正端，而第二储能桥臂20的第二端、第四储能桥臂40的第二端和第六储能桥臂60的第二端连接到直流电网的负端，从而可实现储能***中交流电与直流电之间的相互转换。

进一步地，本实施例的方案还在每一桥臂均反向并联有一二极管，每一相簇中的两个二极管之间形成串联。通过该种设置方式，可在储能***的直流侧发生双极短路故障时，保护动作之前，故障电流流过储能桥臂；保护动作后，储能桥臂闭锁，短路故障电流大部分将通过反并联的二极管形成回路，经过储能桥臂的电流较小，从而避免储能桥臂被损坏。

上述模块化多电平换流器，第一储能桥臂10与第二储能桥臂20相连、第三储能桥臂30与第四储能桥臂40相连以及第五储能桥臂50与第六储能桥臂60相连分别组成一个相簇，第一储能桥臂10的第一端、第三储能桥臂30的第一端以及第五储能桥臂50的第一端相连作为直流正极连接至直流电网的正端，第二储能桥臂20的第二端、第四储能桥臂40的第二端以及第六储能桥臂60的第二端相连作为直流负极连接至直流电网的负端。同时在第一储能桥臂10、第二储能桥臂20、第三储能桥臂30、第四储能桥臂40、第五储能桥臂50和第六储能桥臂60的两端分别反向并联有一个二极管。当储能***的直流侧发生双极短路故障时，保护动作之前，故障电流流过储能桥臂；保护动作后，储能桥臂闭锁，短路故障电流大部分将通过反并联的二极管形成回路，经过储能桥臂的电流较小，从而避免储能桥臂被损坏。通过上述方案进行短路故障处理，在同等电压等级下，所需的器件数量少，可有效降低成本以及***结构，同时不需要增加额外的半控器件，如晶闸管，也就不需要进行额外的控制，还具有实现容易的优点。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种储能电路，其特征在于，包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第一储能桥臂、第二储能桥臂、第三储能桥臂、第四储能桥臂、第五储能桥臂和第六储能桥臂；

所述第一二极管的阴极连接所述第一储能桥臂的第一端，所述第一二极管的阳极连接所述第二二极管的阴极和所述第一储能桥臂的第二端，所述第二储能桥臂的第一端连接所述第一储能桥臂的第二端且公共端用于连接三相电网的第一相线，所述第二二极管的阳极连接所述第二储能桥臂的第二端，所述第一二极管的阴极用于连接直流电网的正端，所述二极管的阳极用于连接所述直流电网的负端；

所述第三二极管的阴极连接所述第一储能桥臂的第一端和所述第三储能桥臂的第一端，所述第三二极管的阳极连接所述第四二极管的阴极和所述第三储能桥臂的第二端，所述第四储能桥臂的第一端连接所述第三储能桥臂的第二端且公共端用于连接所述三相电网的第二相线，所述第四二极管的阳极连接所述第二储能桥臂的第二端和所述第四储能桥臂的第二端；

所述第五二极管的阴极连接所述第三储能桥臂的第一端和所述第五储能桥臂的第一端，所述第五二极管的阳极连接所述第六二极管的阴极和所述第五储能桥臂的第二端，所述第六储能桥臂的第一端连接所述第五储能桥臂的第二端且公共端用于连接所述三相电网的第三相线，所述第六二极管的阳极连接所述第四储能桥臂的第二端和所述第六储能桥臂的第二端。

2.根据权利要求1所述的储能电路，其特征在于，还包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第五电感和第六电感，所述第一储能桥臂的第二端连接所述第一电感的第一端，所述第一电感的第二端连接所述第二电感的第一端和所述第一二极管的阳极，且公共端用于连接所述三相电网的第一相线，所述第二电感的第二端连接所述第二储能桥臂的第一端；所述第三储能桥臂的第二端连接所述第三电感的第一端，所述第三电感的第二端连接所述第四电感的第一端和所述第三二极管的阳极，且公共端用于连接所述三相电网的第二相线，所述第四电感的第二端连接所述第四储能桥臂的第一端；所述第五储能桥臂的第二端连接所述第五电感的第一端，所述第五电感的第二端连接所述第六电感的第一端和所述第五二极管的阳极，且公共端用于连接所述三相电网的第三相线，所述第六电感的第二端连接所述第六储能桥臂的第一端。

3.根据权利要求2所述的储能电路，其特征在于，还包括第七电感、第八电感和第九电感，所述第一电感的第二端连接所述第二电感的第一端和所述第一二极管的阳极，且公共端通过所述第七电感连接所述三相电网的第一相线；所述第三电感的第二端连接所述第四电感的第一端和所述第三二极管的阳极，且公共端通过所述第八电感连接所述三相电网的第二相线；所述第五电感的第二端连接所述第六电感的第一端和所述第五二极管的阳极，且公共端通过所述第九电感连接所述三相电网的第三相线。

4.根据权利要求1-3任一项所述的储能电路，其特征在于，各储能桥臂均分别包括多个串联的储能单元。

5.根据权利要求4所述的储能电路，其特征在于，所述储能单元包括第一开关器件、第二开关器件、第一续流二极管、第二续流二极管和储能器件，所述第一开关器件的控制端和所述第二开关器件的控制端分别用于连接外部控制装置，所述开关器件的第一端连接所述第一续流二极管的阴极和所述储能器件的第一端，所述第一开关器件的第二端连接所述第一续流二极管的阳极和所述第二开关器件的第一端，所述第二续流二极管的阴极连接所述第二开关器件的第一端，所述第二开关器件的第二端连接所述第二续流二极管的阳极和所述储能器件的第二端，所述第一开关器件的第二端作为所述储能单元的第一端，所述第二开关器件的第二端作为所述储能单元的第二端。

6.根据权利要求5所述的储能电路，其特征在于，所述储能单元还包括滤波电容，所述滤波电容的第一端连接所述第一开关器件的第一端和所述储能器件的第一端，所述滤波电容的第二端连接所述第二开关器件的第二端和所述储能器件的第二端。

7.根据权利要求5所述的储能电路，其特征在于，所述储能器件为蓄电池。

8.根据权利要求5所述的储能电路，其特征在于，所述第一开关器件和所述第二开关器件均为全控型半导体开关器件。

9.根据权利要求4所述的储能电路，其特征在于，各储能桥臂中的储能单元的数量相同。

10.一种模块化多电平换流器，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的储能电路。

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