[发明专利]一种基于模块化多电平混合变换器的储能装置

说明书

本发明提供一种基于模块化多电平混合变换器的储能装置，包括三个储能模块和H桥模块，所述储能模块包括电池和至少两个储能单元，所述储能单元的输出端相互串联，所述电池的输出端与储能单元的输入端连接，三个储能模块的输出端分别与H桥模块的不同输入端连接，所述H桥模块设有三相输出端。储能单元单独与电池连接作为结构单元便于组建储能模块，将储能单元输出端串联后，输出高压电，三个储能模块与H桥模块的不同输入端连接，H桥模块的三相输出端可以与外网连接，H桥模块用于将直流电和交流电之间的转换，可以将外网的交流电转换成直流电为储能模块的电池充电，也可以将储能模块中电池的能量转换成交流电为外网提供负载。

技术领域

本发明涉及电力电子储能领域，尤其涉及一种基于模块化多电平混合变换器的储能装置。

背景技术

模块化多电平换流装置(modular multilevel converter，MMC)作为一种新型的高压大功率电能变换技术，近年来在柔性直流输电与电能质量治理等领域得到了广泛的应用。在模块化多电平换流储能装置中通常包含用于储能的储能模块，该储能模块通过储能可以实现模块化多电平的功率调节，可有效改善电路的稳定性，因此，储能模块是模块化多电平换流储能装置中必不可少的一部分。

随着新能源发电的广泛应用，储能在电力系统中的地位越来越重要。常用的储能电池单体电压比较低，在大规模储能系统中都需要大量的电池单体直接串并联使用，对于电池一致性要求高。不仅容错能力差，而且存在串联均压和并联均流的问题，效率低。

模块化储能技术是将电力电子变换器控制的低压电池单元作为一个独立的储能单元，将储能单元串联成组后通过一定的控制电路输出多电平高压，是一种柔性电池成组技术，不仅输出电压波形好谐波小，而且每个储能模块都能独立控制其充放电和SOC，避免了大量电池单体的直接串联，可以使用不同规格不同新旧程度的电池，实现废旧电池的梯次利用。

发明内容

为解决上述技术问题，提供一种基于模块化多电平混合变换器的储能装置，电池容错能力好，且适用于电动汽车退役电池的梯次利用。

一种基于模块化多电平混合变换器的储能装置，包括三个储能模块和H桥模块，所述储能模块包括电池和至少两个储能单元，所述储能单元的输出端相互串联，所述电池的输出端与储能单元的输入端连接，三个储能模块的输出端分别与H桥模块的不同输入端连接，所述H桥模块设有三相输出端。

优选的，所述储能单元包括直流接触器、直流电容C、第一可控开关S1和第二可控开关S2，所述直流电容C的正极与第一可控开关S1的集电极相连作为输出正极X3，所述直流电容C的正极与直流接触器串联后作为输入正极X1，直流电容C的负极与第二可控开关S2的发射极连接作为输入负极X2，第一可控开关S1的发射极与第二可控开关S2的集电极连接作为输出负极X4，所述电池的输出正极与输入正极X1连接，所述电池的输出负极与输入负极X2连接。

优选的，所述储能单元还包括储能控制器，所述储能控制器分别与所述第一可控开关S1、第二可控开关S2和直流接触器的控制端连接。

优选的，所述储能单元还包括与储能控制器连接的电压传感器，所述电压传感器与直流电容C并联。

优选的，所述第一可控开关S1和第二可控开关S2采用全控型开关器件。

优选的，所述全控开关器件包括IGBT或MOSFET。