[发明专利]一种中压直挂式储能系统及其在线冗余控制方法

说明书

本发明涉及一种中压直挂式储能系统及其在线冗余控制方法，系统包括并网开关G1、交流预充电阻R、交流预充旁路开关G2、输入三相电抗器L，级联子模块单元；所述子模块单元包括旁路模块、功率模块、电池簇；当系统并网，封锁所用功率模块的脉冲式，系统处于并网模式；当出现交流侧故障，或者超出冗余运行能力时，系统处于故障模式，封锁所有功率模块脉冲，断开G1；当系统出现某一单元故障时，系统进入冗余运行模式。本发明提出的中压直挂式储能系统转换效率高，能满足大规模储能技术的快速发展需求；同时通过中压直挂式储能在线冗余模块的投入与切除，能够提高直挂式储能系统的可靠性。

技术领域

本发明属于储能控制技术领域，特别是涉及一种中压直挂式储能系统及其在线冗余控制方法。

背景技术

目前对储能平抑新能源功率波动、跟踪计划出力等稳态运行方面已做了大量研究和示范，而在储能用于新能源电站自启动，以及提高新能源电站的暂态运行风险防御能力方面潜力尚未充分挖掘；对储能系统的本体和成组技术方面进行了大量研究，而在高效的能量转换技术方面研究的不够，已有的示范项目中储能系统主要是通过低压电网汇集经升压变压器接入中压电网，存在能量转换环节多、转换效率低的问题，不能满足大规模储能技术的快速发展需求。中压直挂式储能在高效率、容量利用率、电池安全、动态响应等关键技术均有明显优势，本发明提出一种适用于中压直挂式储能系统的在线冗余控制方法。

发明内容

本发明主要解决以下问题：通过中压直挂式储能在线冗余模块的投入与切除，提高直挂式储能系统的可靠性。

本发明具体包括一种中压直挂式储能系统，包括并网开关G1、交流预充电阻R、交流预充旁路开关G2、输入三相电抗器L，级联子模块单元；所述子模块单元包括旁路模块、功率模块、电池簇；其中，旁路模块包括维护开关K5及IGBT电力电子快速开关S1；K4为旁路模块与功率模块之间接触器；K1是放电回路开关及充电时均压回路开关；K3是直流与充电开关；K2是直流与充电旁路开关。

进一步的，系统采样点包括交流电压Uabc、交流电流Iabc；子模块单元采集直流电压Udc、直流电流Idc。

进一步的，系统运行状态包括并网待机模式、故障模式、冗余并网运行模式、非冗余并网运行模式。

进一步的，当系统并网，封锁所用功率模块的脉冲式，系统处于并网模式；当出现交流侧故障，或者超出冗余运行能力时，系统处于故障模式，封锁所有功率模块脉冲，断开G1；当系统出现某一单元故障时，系统进入冗余运行模式。

本发明还包括中压直挂式储能系统的在线冗余控制方法，具体包括如下步骤：

步骤(1)：当直挂式储能正常运行，K1、K3、K5分开，K2、K4闭合，S1封锁旁路模块脉冲，旁路模块处于分断状态；

步骤(2)：当功率模块故障或者电池簇故障时，封锁所有功率模块脉冲；

步骤(3)：封锁所有功率模块，各相电流CTa、CTb、CTc电流降为0；

步骤(4)：发出旁路模块触发脉冲，导通旁路模块；当S1模块故障时，可以闭合维护开关K5；

步骤(5)：跳开开关K4，切断旁路模块与功率模块及电池簇之间的电气连接；

步骤(6)：直挂式储能按照冗余运行模式运行，故障单元处于在线维护状态。

发明与现有技术相比，其效益效果是：

本发明提出的中压直挂式储能系统转换效率高，能满足大规模储能技术的快速发展需求；同时通过中压直挂式储能在线冗余模块的投入与切除，能够提高直挂式储能系统的可靠性。

附图说明

图1是本发明中压直挂式储能系统的拓扑结构；

图2是本发明中压直挂式储能系统种子模块单元的电气图；