[发明专利]一种级联多电平电池储能系统子模块电容预充电电路及其控制方法

权利要求书

1.一种级联多电平电池储能系统子模块电容预充电电路，其特征在于，包括电源、电容支路(1)、电力变换模块(2)以及控制器电路模块(3)，所述电源的正极与所述电容支路、电力变换模块以及控制器电路模块的输入端连接，所述电源的负极与所述电容支路、电力变换模块以及控制器电路模块的输出端连接；所述电容支路包括电容C、与所述电容C并联的采样模块(11)以及半导体器件T，所述电容C的一端与电源的正极连接，另一端与半导体器件T的一端连接，所述半导体器件T的另一端与电源的负极连接。

2.根据权利要求1所述的一种级联多电平电池储能系统子模块电容预充电电路，其特征在于，所述电力变换模块(2)包括电力变换单元(21)，所述电力变换单元的一端与所述电容C的一端连接，另一端与所述半导体器件T的另一端连接。

3.根据权利要求1所述的一种级联多电平电池储能系统子模块电容预充电电路，其特征在于，所述控制器电路模块(3)包括Buck模块(31)以及与所述Buck模块连接的控制模块(32)，所述Buck模块的输入端与所述电源的正极连接，另一端与所述电源的负极连接，所述控制模块用于电容电压采样并向所述半导体器件T传递驱动信号。

4.一种基于上述权利要求1-3任一所述级联多电平电池储能系统子模块电容预充电电路的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

预设电容电压与电源电压的差值ΔU；

控制模块采集电容电压并与电源电压进行比较；

若电容电压与电源电压的差值大于ΔU；通过控制模块向半导体器件T发送高频驱动信号，对电容进行预充电；

若电容电压与电源电压的差值小于ΔU或电容预充电完成后，保持半导体器件闭合，系统即可正常工作；

系统停止工作后，通过控制模块向半导体器件T发送断开驱动信号，断开半导体器件，切除电容放电回路。

5.根据权利要求4所述的一种级联多电平电池储能系统子模块电容预充电电路的预充电方法，其特征在于，所述电容预充电包括以下步骤：

设置电容预充电的电压，并实时对电容电压进行采样；

通过控制模块向半导体器件发出脉冲式高频驱动电平信号；

通过设置半导体T高频驱动的频率和导通占空比以及杂散电抗控制充电电流的大小；

连续斩波半导体器件若干个开关周期，当电容电压采样值达到预设的电压值，则停止发送高频驱动电平信号。

6.根据权利要求4所述的一种级联多电平电池储能系统子模块电容预充电电路的预充电方法，其特征在于，所述电容预充电还可以通过以下步骤实现：

设置电容预充电的电压，并实时对电容电压进行采样；

通过控制模块向半导体器件发出常闭信号；

通过设计半导体器件T驱动电压大小使T处于非完全导通来限制充电电流大小；

当电容电压采样值达到预设的电压值时完成充电。