[实用新型]一种电力储能系统及其子系统

说明书

本实用新型公开了一种电力储能系统及其子系统，电力储能系统，包括单相或三相电路，每相电路包括多个子系统，子系统包括：电池组，由N节储能电池串联得到；功率转换电路，连接在电网和电池组之间，用于匹配电池组和电网；电池均衡模块用于监测每节储能电池的工作状态，以及响应均衡控制信号均衡控制电池组内各电池的电能；控制器用于输出均衡控制信号，以在子系统内部均衡电池组内各电池的电能；控制系统分别与各个子系统中的控制器信号连接，以使各个子系统通过各自的控制器响应控制系统的控制。提高了各个子系统的控制可靠性；采用两级控制结构，提高了控制准确度、响应速度，为电力储能系统控制的可靠性带来了保障。

技术领域

本实用新型涉及储能技术领域，具体涉及一种电力储能系统及其子系统。

背景技术

在现有的电力储能系统中，大多采用多个串并回路组成的集中式电池组，串联的电池数量较多，因此，个别电池的缺陷可能会导致整个电池组故障，甚至使储能系统燃烧爆炸，电池的寿命和安全性存在重大隐患。各节电池保持在满容量的10％到90％之间，深度放电或过度充电会大大缩短电池的有效使用寿命。为了应对深度放电或过度充电，通常要求提供欠压保护(Under Voltage Protection，UVP)和过压保护(Over Voltage Protection，OVP)电路，以帮助防止出现这些情况。

对于串联了多节电池的电池组，当容量最低(能储的电荷少)的电池达到OVP阈值时，将停止整个电池组的充电过程，而此时，其它电池尚未充满电，并且电池储能没有达到最大允许的容量；同样，当最低充电量的电池达到UVP限值时，整个电池组停止工作，而此时，电池组中仍然有能量可为系统供电，但是出于安全原因，不能继续使用电池组。由此可见，对于串联了多节电池的电池组，电池组中最弱的电池支配着整个电池组的性能。

此外，当前的储能系统的电池往往需要400-500节电池串联，对于电力储能系统的控制，如此多的串联电池数量导致常规的均衡电路(一般只能连接和均衡十多节电池)无法实现每一节电池间电量的有效均衡。现有技术中，通常整个电力储能系统共用同一个控制器，也就是，级联了多个储能模块的系统中，由同一个控制器对储能模块的开关管进行控制。然而，对于例如三相电路，其包含了至少三个桥臂，每个桥臂又级联了许多储能模块，并且每个储能模块都包含了多个开关管，因此，在较大数量的开关管作为被控对象的前提下，通过同一个控制器来进行控制，其会带来如下两方面的问题：一方面，由于被控对象庞杂，因此，会带来控制不可靠的问题；另一方面，由于被控对象太多，并且不同模块之间可能有时序要求，因此，也会影响控制时效以及控制准确度问题。

因此，如何改善控制准确度、提高控制可靠性成为亟待解决的技术问题。

实用新型内容

基于上述现状，本实用新型的主要目的在于提供一种电力储能系统及其子系统，以改善控制准确度、提高控制可靠性。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

第一方面，本实用新型实施例公开了一种电力储能系统，包括单相或三相电路，每相电路包括多个子系统，多个子系统通过各自的级联侧顺次级联，每个子系统包括：

电池组，由N节储能电池串联得到，N大于等于2；电池组用于存储电网向电池组输出的电能，以及向电网输出电能；

功率转换电路，连接在电网和电池组之间，用于匹配电池组和电网，其中，功率转换电路的连接电网的一侧为子系统的级联侧；

电池均衡模块，连接至电池组，电池均衡模块用于监测每节储能电池的工作状态，以及响应均衡控制信号均衡控制电池组内各电池的电能；

控制器，与功率转换电路和电池均衡模块均连接，用于输出均衡控制信号，以在子系统内部均衡电池组内各电池的电能；

电力储能系统还包括控制系统，控制系统分别与各个子系统中的控制器信号连接，以使各个子系统通过各自的控制器响应控制系统的控制。