[实用新型]一种储能变流器和储能变流系统

说明书

本实用新型公开了一种储能变流器和储能变流系统。所述储能系统包括三相电网、储能电池和储能变流器，其中储能变流器包括：连接在三相电网和储能电池之间的三条功率变换链路，所述三条功率变换链路成星型连接，或者成三角形连接，每条功率变换链路包括：多个功率变换单元；每个功率变换单元的交流端口相互串联，每个功率变换单元的直流端口彼此独立，并分别连接各自的储能电池。本实用新型通过将多个功率变换单元的直流侧单独设置，并分别连接各自的储能电池，交流侧进行链式串联，能够实现无变压器的高压直挂式大规模电化学储能。

技术领域

本实用新型涉及电力电子变换技术领域，特别涉及一种储能变流器和储能变流系统。

背景技术

随着技术的发展，环境压力的加大，可再生能源越来越多的出现在我们的生产生活当中。风力发电和太阳能发电此类可再生能源具有随机性、间歇性和波动性，大规模接入将给电网调峰、运行控制和供电质量等带来巨大挑战。大容量储能技术能够有效提升电网接纳清洁能源的能力，解决间歇式可再生能源发电直接并网对电网冲击的问题，有助于可再生能源更快发展，提高可再生能源在电网中的渗透率。

电化学储能是储能体系中重要的组成部分，主要包括了各种二次电池，是构建智能电网、促进分布式能源消纳和微电网功率平衡的重要部分。电化学储能变流器(PowerConversion System，PCS)是电化学储能系统的核心设备，属于大功率电力电子技术的范畴，PCS可以实现储能电池与电网间的交直流转换，完成两者间的双向能量流动，是储能系统的主要执行机构。

传统技术方案采用桥式两电平或者中性点钳位三电平拓扑结构构建 PCS，采用传统方案的PCS输出电压较低(一般低于6KV)，功率容量也较小 (通常单机不大于500KW)，要实现高电压大规模储能，一般采用多台低压小容量PCS的交流侧并联，然后经过升压变压器后接入高压电网，带来的问题是运行损耗高，而且并联的台数不易过多，否则控制变得十分复杂，容易出现环流和谐振问题，这大大制约了储能系统的容量扩展，限制了储能系统在电力系统中应发挥的作用。

实用新型内容

本实用新型提供了一种储能变流器和储能变流系统，以解决利用传统方案的PCS实现高电压大规模储能导致的运行损耗高、控制复杂的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一方面，本实用新型提供了一种储能变流器，包括：连接在三相电网和储能电池之间的三条功率变换链路，三条功率变换链路成星型连接，或者成三角形连接，每条功率变换链路包括：多个功率变换单元；

每个功率变换单元的交流端口相互串联，每个功率变换单元的直流端口彼此独立，并分别连接各自的储能电池。

另一方面，本实用新型提供了一种储能变流系统，包括三相电网、储能电池和上述的储能变流器。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过将多个功率变换单元的直流侧单独设置，并分别连接各自的储能电池，交流侧进行链式串联，不但能够实现无变压器的高压直挂式大规模电化学储能，同时还能够解决采用多台小容量PCS并联带来的环流、谐振和控制复杂等问题；且每一个链节的储能电池彼此独立，避免了大规模电池的串并联，缓解了电池大规模串并联所存在的“短板效应”，配合相应的均衡控制策略可以实现不同容量的储能电池甚至不同介质电池组的混用，大大提高了储能系统的能量可用率和经济性。

附图说明

图1为本实用新型实施例示出的功率变换链路采用星型连接的储能变流系统的电路示意图；

图2为本实用新型实施例示出的功率变换链路采用三角形连接的储能变流系统的电路示意图；

图3为本实用新型实施例示出的功率变换电路的电路示意图；

图4为本实用新型实施例示出的功率变换单元的电路示意图；