[发明专利]一种储能电压平衡电力电子电能变换系统及其控制方法

权利要求书

1.一种储能电压平衡电力电子电能变换系统，包括储能模组、电压平衡变换器、电网侧逆变器、电网负荷、储能侧逆变器和独立负荷，其特征在于：

N个所述储能模组串联后通过导线连接在储能侧逆变器的直流母线上，每个储能模组通过多路导线与电压平衡变换器的多路原边直流端口连接；所述电压平衡变换器，其副边直流端口通过多路导线与电网侧逆变器的多路输入直流端口连接；所述电网侧逆变器，其输出侧通过单相或者三相电力导线，经过开关SW1和开关SW2与电网相连；所述电网负荷连接到开关SW1和开关SW2之间；所述储能侧逆变器，其直流侧通过电力导线直接与串联后的储能模组输出端相联，其通过单相或多相电力导线与独立负荷进行连接。

2.根据权利要求1所述的储能电压平衡电力电子电能变换系统，其特征在于，所述电压平衡变换器由N路相同配置的独立电压平衡变换器并联构成，N路独立电压平衡变换器的每路原边直流端口一对一并联并形成M路原边直流端口，N路独立电压平衡变换器的每路副边直流端口一对一并联并形成L路副边直流端口。

3.根据权利要求2所述的储能电压平衡电力电子电能变换系统，其特征在于，所述独立电压平衡变换器包括原边M路串联的半桥或全桥电路，副边L路相互之间隔离的半桥或全桥电路，多绕组高频变压器Tx，以及变压器Tx原副边高频电感Lsx；半桥或全桥电路将直流变换成高频交流，通过高频变压器传输到另一路半桥或全桥电路，经整流将高频交流转换成直流；高频变压器Tx原副边所有绕组绕制在一个磁芯，并共用一个磁路。

4.根据权利要求3所述的储能电压平衡电力电子电能变换系统，其特征在于，所述原边或副边的半桥电路的电路结构为电容C_1x和电容C_2x串联后与直流滤波电容C_dc并联，并与直流侧并联，功率开关S_HB1和功率开关S_HB2串联后与直流侧并联，电容串联的中点N与功率开关串联的中点P作为交流侧输出端。

5.根据权利要求3所述的储能电压平衡电力电子电能变换系统，其特征在于，所述原边或副边的全桥电路的电路结构为直流侧并入直流滤波电容C_dc，功率开关S_FB1和功率开关S_FB2、以及功率开关S_FB3和功率开关S_FB4分别串联后并入直流母线，电容C_rs一端串联功率开关S_FB3和功率开关S_FB4串接的中点O，另一端形成交流侧输出端P，功率开关S_FB1和功率开关S_FB2串接的中点N作为交流侧另一输出端。

6.根据权利要求1所述的储能电压平衡电力电子电能变换系统，其特征在于，所述储能模组，由多个储能子模组串联构成；储能子模组分为储能单元、储能模块和自平衡储能模块三种；储能单元由多个储能单体并联构成；储能模块由多个储能单元串联构成。

7.根据权利要求6所述的储能电压平衡电力电子电能变换系统，其特征在于，所述自平衡储能模块由n个储能子模块和n个自平衡储能模块电压平衡变换器构成；自平衡储能模块电压平衡变换器的原边和副边采用半桥电路；每个储能子模块由m个储能单元串联，并与带有m组原边直流端口的自平衡储能模块电压平衡变换器直接并联；n个自平衡储能模块电压平衡变换器副边的一路电压平衡端口直接并联，并为自平衡储能模块的内部负载提供直流电，内部负载包括冷却装置、控制器、显示器和传感器。