[发明专利]一种三级对称型动态储能阵列器及其控制方法

权利要求书

1.一种三级对称型动态储能阵列器，该储能阵列器包括储能模块，其特征在于，所述储能模块为结构相同的12个储能模块，所述储能阵列器为对称结构，包括由12个储能模块和12个双向开关构成的4条支路；每条支路由串联的3个储能模块和1个双向开关构成，两两支路之间通过双向开关连接；所述12个双向开关均并联有续流二极管；双向开关闭合时电流双向流动，且双向的电流关断均可控；

所述储能阵列器包括4支路并联运行模式、3支路并联运行模式和2支路并联运行模式三种稳态运行模式和模式切换过程中产生的两种瞬态运行模式。

2.如权利要求1所述的储能阵列器，其特征在于，所述12个储能模块分别为模块1～12；所述12个双向开关分别为双向开关K41，K42，K43，K44，K45,35、K46,36、K31,23、K32、K33、K34,24、K21、K22；所述4条支路分别为第一串联支路、第二串联支路、第三串联支路和第四串联支路；

所述第一串联支路由串联的模块1～3以及双向开关K41组成；

所述第二串联支路由串联的模块4-5、双向开关K42以及模块6组成；

所述第三串联支路由串联的模块7、双向开关K43以及模块8-9组成；

所述第四串联支路由串联的双向开关K44以及模块10-12组成。

3.如权利要求2所述的储能阵列器，其特征在于，所述第一串联支路与第二串联支路之间通过双向开关K31,23连接，该双向开关K31,23连接在第一串联支路双向开关K41的输入端与第二串联支路双向开关K42的输出端之间；

所述第二串联支路与第三串联支路之间通过双向开关K32和K33连接，双向开关K32和K33串联组成双向开关串联支路，所述双向开关串联支路连接在第二串联支路双向开关K42的输入端与第三串联支路双向开关K43输出端之间；

所述第三串联支路与第四串联支路之间通过双向开关K34,24连接，该双向开关K34,24连接在第三串联支路双向开关K43的输入端与第四串联支路双向开关K44的输出端之间；

双向开关K45,35和K22串联后连接在第二串联支路模块4的输入端与模块5的输出端两侧；

双向开关K21和K46,36串联后连接在第二串联支路模块8的输入端与模块9的输出端两侧。

4.如权利要求1所述的储能阵列器，其特征在于，所述储能模块为直流电压源型储能模块，包括但不限于超级电容。

5.如权利要求1所述的储能阵列器，其特征在于，所述储能阵列器的额定电压为V_rate，4条支路并联运行向3条支路并联运行模式切换的切换电压为V_4→3，3条支路并联运行向4条支路并联运行模式切换的切换电压为V_3→4，3条支路并联运行向2条支路并联运行模式切换的切换电压为V_3→2，2条支路并联运行向3条支路并联运行模式切换的切换电压为V_2→3；满足V_4→3＞(1/4)V_rate＞V_3→4＞V_3→2＞(1/6)V_rate＞V_2→3。

6.如权利要求1所述的储能阵列器，其特征在于，所述储能阵列器的4支路并联运行模式、3支路并联运行模式和2支路并联运行模式三种稳态运行模式分别如下：

A、当储能模块电压在(1/4)Vrate～(1/3)Vrate范围内时，储能阵列运行在4条支路并联模式下，每条支路含有3个串联的储能模块；4条支路分别为，模块1～3串联支路，模块4～6串联支路，模块7～9串联支路和模块10～12串联支路；

B、当储能模块电压在(1/6)Vrate～(1/4)Vrate范围内时，储能阵列运行在3条支路并联模式下，每条支路含有4个串联的储能模块；3条支路分别为：模块1～3和模块6串联支路，模块4～5和模块8～9串联支路，以及模块7和模块10～12串联支路。

C、当储能模块电压低于(1/6)Vrate时，储能阵列运行在2条支路并联模式下，每条支路含有6个串联的储能模块；2条支路分别为，模块1～3、模块6和模块8～9串联支路，以及模块4～5、模块7和模块10～12串联支路。