[发明专利]一种变压器级联型高压大容量储能功率转换系统

说明书

本发明提供了一种变压器级联型高压大容量储能功率转换系统，包括：多个换流单元组和储能单元组，其直流侧正极与储能单元组的正极相连，负极与储能单元组的负极相连；所述的换流单元组包含三个换流单元，三个换流单元的正极相连，作为换流单元组的正极，三个换流单元的负极相连，作为换流单元组的负极，换流单元的交流侧分别串联接入到电网；所述的储能单元组由一个或多个储能单元构成，一个或多个储能单元的正极相连，作为储能单元组的正极，一个或多个储能单元的负极相连，作为储能单元组的负极；该方案中电力电子变流器和电池处于低电位，有利于储能系统的安全，且占地面积小；采用工频变压器隔离，单机容量可以扩展到百兆瓦级。

技术领域

本发明涉及电力变换领域，具体涉及一种变压器级联型高压大容量储能功率转换系统。

背景技术

在电力系统储能应用中，电化学储能应用规模仅次于抽水蓄能。通过电力电子技术进行电池储能和能量转换是目前储能市场典型的储能解决方案。目前电池储能主流产品为分布式低压储能产品，其功率转换系统(PCS)主流的应用是两电平和三电平。现有的高压大容量储能应用PCS的技术路线，换流器与电池组的布置一种是采用高压直挂式，将电池直接置于高电位，变流器采用MMC型或者链式级联H桥型。另一种是隔离型，在直流侧通过DC/DC电路进行隔离，将电池置于低电位，变流器采用MMC型或者链式级联H桥型。对于高压直挂式理论上单套储能系统容量可以做大，但由于电池处于高电位，各电池模块作为独立电源需要承受电网电压等级的绝缘，电池系统及电池管理系统设计难度大。隔离型结构电池处于低电位，安全性高，电池系统及电池管理系统设计相对简单。但该结构引入了DC/DC隔离变流器，储能效率降低，DC/DC变流器与DC/AC变流器间还需要配置高频变压器，高频变压器容量与电压性能的互悖导致高隔离电压的高频变压器制造存在极大难度，使的该结构的储能换流系统工程应用无法实现。

对于高压大容量储能装置亟需一种新的功率转换系统能便于电池系统设计及运行管理，同时具备很好的工程应用前景。

发明内容

为了克服上述缺陷，提出了本发明，以提供解决或至少部分地解决现有功率转换系统存在设计难度大及工程应用无法实现的技术问题的变压器级联型高压大容量储能功率转换系统。

本发明提供一种变压器级联型高压大容量储能功率转换系统，所述变压器级联型高压大容量储能功率转换系统包括多个换流单元组和储能单元组；

所述的换流单元组的直流侧正极与储能单元组的正极相连，所述的换流单元组的直流侧负极与储能单元组的负极相连；

所述的换流单元组包含三个换流单元，三个换流单元的正极相连，作为换流单元组的正极，三个换流单元的负极相连，作为换流单元组的负极，换流单元的交流侧分别串联接入到电网的A相，B相和C相；

所述的储能单元组由一个或多个储能单元构成，一个或多个储能单元的正极相连，作为储能单元组的正极，一个或多个储能单元的负极相连，作为储能单元组的负极。

优选的，所述的储能单元由电池，电感4，DCDC变换器5和电容6构成。

进一步的，所述电池的正极与电感的一端相连，电池的另一端和电池的负极接入DCDC变换器5的一个端口，DCDC变换器5的另一个端口与电容相连，电容的正极作为储能单元的正极，电容的负极作为储能单元的负极。

优选的，所述的储能单元由电池构成，其中电池的正极作为储能单元的正极，电池的负极作为储能单元的负极。

优选的，所述的换流单元由换流器2、旁路开关3，隔离变压器1构成。

进一步的，所述的换流器2由电力电子器件和电容构成，用于将直流逆变成交流。