[发明专利]一种储能电池直流直接接入系统

说明书

本发明属于电力储能领域，提供一种储能电池直流直接接入系统，包括模块化多电平储能电池系统，所述模块化多电平储能电池系统由一个电池簇或多个电池簇并联构成，所述电池簇由一个电池组或多个电池组串联构成，所述电池簇内至少有一个半桥型电池组，所述半桥型电池组由电池包和半桥模块构成，电池包的直流输出端口与半桥模块的直流端口并联，半桥模块的交流输出端口为半桥型电池组的输出端口，所述模块化多电平储能电池系统的正极直流母线与负极直流母线分别与外部直流系统的正极直流母线与负极直流母线直接连接。本发明储能电池直流直接接入系统用于将储能电池系统直接接入到外部直流系统，省去直流/直流变换器等中间环节。

技术领域

本发明属于电力储能领域，具体涉及一种储能电池直流直接接入系统，用于将储能电池系统直接接入到外部直流系统，省去直流/直流变换器等中间环节。

背景技术

近年来，电力系统中风力发电、光伏发电的比重将大规模上升，为了抵御大规模新能源发电带来的间歇性与波动性问题，电力储能成为未来电力系统不可或缺的部分。

在光储一体化以及其他领域，通常需要将储能电池系统联接到光伏发电系统直流输出侧等其他直流系统上，从而在直流侧通过储能电池系统平抑光伏发电等其他新能源发电系统的功率波动问题。

现有的储能电池系统通常由多个电池单体串并联构成电池包，由多个电池包串联构成电池簇，再由多个电池簇并联构成电池系统，电池系统通常配备了电池管理系统以均衡同一个电池包内不同电池单体的荷电状态以及均衡同一个电池簇内不同电池包的荷电状态。现有的储能电池系统无法调节其自身的直流端口电压，通常需要外接直流/直流变换器以调节储能电池系统的直流端口电压，使得储能电池系统的直流端口电压与外部直流系统的直流电压相匹配，从而调节储能电池系统与外部直流系统之间交换的功率及电能。

现有常规技术的缺点有：

1、需要为储能电池系统配备额外的直流/直流变换器，增大了系统一次投资成本及损耗；

2、直流/直流变换器只能调节储能电池系统直流端口总的电压值从而调节储能电池系统整体与外部直流系统交换的功率与电量，无法调整每个电池簇以及每个电池组与外部直流系统交换的功率与电量。

发明内容

为了改进上述现有技术存在的缺点，本发明提供了一种储能电池直流直接接入系统，用于将储能电池直接接入到外部直流系统，省去储能电池与外部直流系统之间的直流/直流变换器等其他中间链路环节，解决为了将储能电池接入到外部直流系统需要额外配置直流/直流变换器而带来的高成本及高损耗问题。

为实现上述目的，本发明提供一种储能电池直流直接接入系统，包括模块化多电平储能电池系统，所述模块化多电平储能电池系统由一个电池簇或多个电池簇并联构成，所述电池簇由一个电池组或多个电池组串联构成，所述电池簇内至少有一个半桥型电池组，所述半桥型电池组由电池包和半桥模块构成，电池包的直流输出端口与半桥模块的直流端口并联，半桥模块的交流输出端口为半桥型电池组的输出端口，通过控制半桥模块开关管的开通与关断，可以将电池包投入或切除，从而改变电池簇的电压。由于通过改变每个电池簇投入的电池包数量可以改变电池簇输出电平数，故称为模块化多电平储能电池系统。所述模块化多电平储能电池系统的正极直流母线与负极直流母线分别与外部直流系统的正极直流母线与负极直流母线直接连接，使得模块化多电平储能电池系统能与外部直流系统直接交互电能。

所述开关管可以是金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET，Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)，或绝缘栅双极型晶体管(IGBT，InsulatedGate Bipolar Transistor)等公知的全控型电力电子器件。

所述电池包由一个或多个电池单体串联而成，所述电池包也可由一个或多个电池单体串并联而成。