[发明专利]一种具有直流DVR的大容量直流储能装置

权利要求书

1.一种具有直流DVR的大容量直流储能装置，其特征在于，所述装置包括主储能模组(1)，DVR补偿器(2)，补偿储能模组(3)，续流二极管(4)，滤波电容(5)、储能管理系统一(6)、储能管理系统二(7)、充电装置一(8)、充电装置二(9)、控制单元(10)、直流电压采样单元(11)，直流电流采样单元(12)和隔离驱动单元(13)；所述主储能模组(1)与DVR补偿器(2)串联；所述DVR补偿器(2)与续流二极管(4)并联；所述主储能模组(1)和补偿储能模组(3)的充电端分别与充电装置一(8)和充电装置二(9)的供电端相连；所述主储能模组(1)和补偿储能模组(3)的运行指标控制端分别与储能管理系统一(6)和储能管理系统二(7)的监测控制端相连；所述主储能模组(1)的端电压信号端和DVR补偿器(2)输出电压端与直流电压采样单元(11)的采样端相连；所述直流电压采样单元(11)的采样数字信号输出端与所述控制单元(10)的电压采样数字信号输入端相连；所述DVR补偿器(2)的输出电流端与所述直流电流采样单元(12)的采样端相连；所述直流电流采样单元(12)的采样数字信号输出端与所述控制单元(10)的电流采样数字信号输入端相连；所述控制单元(10)的信号输出端与所述隔离驱动单元(13)的信号输入端相连；所述隔离驱动单元(13)的信号输出端与所述DVR补偿器(2)中的开关管相连；

锂电池或超级电容模组串并联数量的选取过程为：

步骤一：根据主储能模组串联数量模型和主储能模组并联数量模型计算获得主储能模组的串联数M1和并联数N1，所述主储能模组串联数量模型和主储能模组并联数量模型分别如下：

M1＝ceil(U_dcmax/U_{r_es1}) (1)

N1＝ceil(I_dcmax/I_{r_es1}) (2)

其中，U_dcmax为母线电压最大值，I_dcmax为母线电流最大值，U_{r_es1}，I_{r_es1}为主储能模组中电池模组，单体或超级电容模组的额定电压和额定电流，主储能模组的串联数为M1，并联数为N1，补偿储能模组的串联数为M2，并联数为N2，ceil()为向上取整函数；

步骤二：补偿储能模组输出电流最大值为I_dcmax*(1+0.5*P％)，根据补偿储能模组串联数量模型和主储能模组并联数量模型计算获得补偿储能模组的串联数M2和并联数N2，所述补偿储能模组串联数量模型和主储能模组并联数量模型分别如下：

N2＝ceil[I_dcmax(1+0.5*P％)/I_{r_es2}] (3)

M2＝ceil[U_Buckmax(1+A％)/U_{r_es2}] (4)

其中，U_{r_es2}，I_{r_es2}为补偿储能模组中电池模组，单体或超级电容模组的额定电压和额定电流，P％为电感电流纹波率，并且P的取值范围为10-40；A％用于补偿储能模组在Buck工作时估计放电过程中的压降，不同储能单元不同运行状态其压降也有所不同；

步骤三：若初步选取的M2不够满足0～t2时间内，母线电压稳定在参考值U_ref，证明该串联数M2不满足要求，令M2＝M2+1，向上查找满足稳压要求的串联数，直至找到满足要求的M2为止；若初步选取的M2使储能系统实现稳压，证明该串联数M2满足要求，令M2＝M2-1，向下查找满足要求的最小串联数，直到M2刚好不能满足要求为止，则此时的(M2+1)即为刚好满足要求的串联数。

2.根据权利要求1所述具有直流DVR的大容量直流储能装置，其特征在于，所述主储能模组和补偿储能模组(3)以锂电池单体或超级电容模组作为基本储能单元；所述锂电池单体或超级电容模组通过串、并联形式形成所述主储能模组和补偿储能模组(3)。