[发明专利]一种储能子模块及其构成的高压大容量直挂式储能系统

权利要求书

1.一种储能子模块，其特征在于，所述储能子模块包括：MMC变流单元和多个可调直流储能单元；

所述可调直流储能单元包括直流开关、储能介质单元和双向DC/DC变流单元；

所述双向DC/DC变流单元的一端接入直流开关和储能介质单元的串联结构，另一端接入MMC变流单元的直流端；

所述储能介质单元由多个同样的储能介质串联而成。

2.如权利要求1所述的储能子模块，其特征在于，所述MMC变流单元采用半桥子模块或全桥子模块；

所述双向DC/DC变流单元采用隔离式DC/DC变流器或非隔离式DC/DC变流器；

所述储能介质为：电池或超级电容。

3.如权利要求2所述的储能子模块，其特征在于，所述隔离式DC/DC变流器，包括：CLLC谐振变换器和双有源桥变换器；

所述非隔离式DC/DC变流器，包括：非隔离式Boost-Buck变换器。

4.如权利要求1～3任一项所述的储能子模块的可调直流储能单元间的SOC均衡控制方法，其特征在于，所述方法包括：

基于各可调直流储能单元的SOC和直流电压实测值，计算各可调直流储能单元的电流内环参考值；

利用所述电流内环参考值，确定各可调直流储能单元的电流偏差值；

利用所述电流偏差值，控制各可调直流储能单元内的双向DC/DC变流单元的功率器件的通断。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于各可调直流储能单元的SOC和直流电压实测值，计算各可调直流储能单元的电流内环参考值，包括：

将各可调直流储能单元的直流电压参考值与直流电压实测值之间的偏差值分别代入PI控制器，得到各可调直流储能单元的直流电流参考值；

将各可调直流储能单元的SOC与所有可调直流储能单元SOC的平均值之间的偏差值分别代入比例控制器，得到各可调直流储能单元的电流内环参考值偏移量；

将各可调直流储能单元的直流电流参考值与电流内环参考值偏移量的差值作为各可调直流储能单元的电流内环参考值。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用所述电流内环参考值，确定各可调直流储能单元的电流偏差值，包括：

将各可调直流储能单元的电流内环参考值与其内储能介质单元实际电流流经值之间的差值作为各可调直流储能单元的电流偏差值。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用所述电流偏差值，控制各可调直流储能单元内的双向DC/DC变流单元的功率器件的通断，包括：

将所述电流偏差值依次代入比例控制器和脉冲发生器，对应得到各可调直流储能单元内的双向DC/DC变流单元的功率器件的通断脉冲；

利用所述脉冲控制各可调直流储能单元内的双向DC/DC变流单元的功率器件的通断。

8.一种由权利要求1～3任一项所述的储能子模块构成的高压大容量直挂式储能系统，其特征在于，所述系统包括：以双星形接法与电网连接的三相支路；

其中，所述各相支路由位于电网各相供电电路接入点两侧的上桥臂和下桥臂构成；

所述上桥臂和下桥臂相互对称；

所述上桥臂或下桥臂由多个储能子模块和一个电感串联而成。

9.一种由权利要求1～3任一项所述的储能子模块构成的高压大容量直挂式储能系统，其特征在于，所述系统包括：以星形接法与电网连接的三相支路；

其中，所述各相支路均由多个储能子模块和一个电感串联组成。

10.一种由权利要求1～3任一项所述的储能子模块构成的高压大容量直挂式储能系统，其特征在于，所述系统包括：以三角形接法与电网连接的三相支路；

其中，所述各相支路均由多个储能子模块和一个电感串联组成。