[发明专利]一种电网储能系统及其储能装置均衡控制方法

说明书

本发明提供一种电网储能系统及其储能装置均衡控制方法，电网储能系统包括三相储能支路，各储能支路中设置有至少两个储能装置；各储能装置包括双向变换器、储能模块和直流母线，每相储能直流中各储能装置的双向变换器交流侧级联，直流侧连接相应的直流母线；储能模块包括至少两个储能单元，各储能单元包括一个储能电池和一个DC/DC变换器，各DC/DC变换器的一侧连接相应的储能电池，另一侧级联，与相应的直流母线连接。本发明提供的技术方案，将储能单元级联成储能模块，将各储能模块级联成电网储能系统，通过各储能单元对各储能电池进行调节，通过各储能模块对整个储能系统的并网和离网状态进行调节，从而降低对储能系统的控制难度。

技术领域

本发明属于电网储能技术领域，具体涉及一种电网储能系统及其储能装置均衡控制方法。

背景技术

大规模储能技术是我国可再生能源发电利用的关键支撑技术。针对大规模可再生能源发电的接入，一方面能够通过储能技术与可再生能源发电的联合，减少电网的随机性并提高其可调性；另一方面通过电网级的储能应用增强电网对可再生能源发电的适应性。对于后者，储能作为电网的可调度资源，具有更大的应用价值和应用空间。在电网级应用中，需要储能进行秒至小时级的多时间尺度功率支撑，而电池储能技术由于具有四象限调节能力、效率高、安装灵活等特点，被认为在电网级应用中具有广阔的应用前景。

在各种储能载体中，电池储能系统(BatteryEnergy Storage System，BESS)因其无运动部件、对场地无特殊要求、动态特性好、能量密度高等特点，被用于风/光等可再生能源的波动功率平滑和电网友好接入、城网调频调峰以及重要负荷应急保障等场合。电池是BESS实现电能存储和释放的主要载体，其容量大小及运行状态直接关系着储能系统的能量转换能力及其安全可靠性。因受电池单体端电压低、比能量及比功率有限、充放电倍率不高等因素的制约，BESS的电池系统一般由大量电池单体经串并联后而组成。由电池单体经串/并联成组的方式较多，在实际应用中一般先由多个电池单体经串/并联后形成电池模块，再将多个电池模块串联成电池串，最后由多个电池串经过串并联组配后形成电池模组。

现有电池储能电站多通过储能系统单元并联扩展形成一定规模，对于百兆瓦级电池储能站，需要上百个电池储能系统并联运行扩容，如此便增加了电池储能系统的控制难度，储能系统运行的稳定性和控制精度不能得到保证；并且众多的电池单体串并联，会由于电池单体的不一致性，导致储能电池模组内部各个并联的电池簇之间存在环流，影响储能电池模组的工作效率和安全性能。

发明内容

本发明提供一种电网储能系统及其储能装置均衡控制方法，用于提高电网储能系统运行的稳定性。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

系统方案1：一种电网储能系统，包括三相储能支路，每相储能支路中设置有至少两个储能装置；各储能装置包括一个双向变换器、一个储能模块和直流母线，每相储能直流中各储能装置的双向变换器交流侧级联，直流侧连接相应的直流母线；

所述储能模块包括至少两个储能单元，每个储能单元包括一个储能电池和一个DC/DC变换器，各DC/DC变换器的其中一侧连接相应的储能电池，另一侧级联，与相应的直流母线连接。

本发明提供的技术方案，将储能单元级联形成储能模块，然后再将各储能模块级联，形成电网储能系统，通过控制各储能单元能够对各储能电池进行调节，通过调节各储能模块能够对整个储能系统的并网和离网状态进行调节，从而保证电网储能系统的稳定性，并提高对电网储能系统的控制精度。

系统方案2：在系统方案1的基础上，各直流母线通过滤波电感连接相应的DC/DC变换器。

设置滤波电感，能够滤除级联电路中的交流分量，防止出现冲击电压而对级联电路造成损害。

系统方案3：在系统方案1或2的基础上，还包括隔离变压器，各储能支路连接所述隔离变压器的原边，隔离变压器的副边用于连接电网。