[发明专利]级联型高压直挂DC-DC电池储能系统及其参数设计方法

权利要求书

1.一种级联型高压直挂DC-DC电池储能系统，其特征在于：包括直流母线和直流链路，且直流母线和直流链路通过直流电抗器连接，所述直流链路包括两个以上级联的H桥子模块，任意一个H桥子模块包括全桥单元、电池单元和低通滤波器，所述全桥单元包括IGBT模块和反并联二极管。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述全桥单元包括4个IGBT模块。

3.一种如权利要求1或2任一项所述系统的参数设计方法，其特征在于，包括：定义H桥直流侧电容电压为V_ba，配置级联数为M，

稳态运行时，投入H桥子模块数量在N～N+1之间波动，级联H桥子模块输出电压在0和V_ba之间切换，则整个直流链路稳态对应输出电压为NV_ba～(N+1)V_ba，设(N+1)V_ba占空比为D，则NV_ba占空比为1-D；

三角载波频率为f_c，等效开关频率为Mf_c，则电流脉动频率为Mf_c。

4.根据权利要求3所述的参数设计方法，其特征在于：定义直流母线电压为V_g，直流母线电流为i_L，直流电感为L，

电池储能系统处于充电状态，当直流链路输出电压为NV_ba时，V_gNV_ba，i_L上升，持续时间为电路方程为

当直流链路输出电压为(N+1)V_ba时，V_g(N+1)V_ba，i_L下降，持续时间为电路方程为

5.根据权利要求3所述的参数设计方法，其特征在于：

定义直流母线电压为V_g，直流母线电流为i_L，直流电感为L；

当电池储能系统处于稳态运行时，i_L上升时间段内以固定上升率从最小值到最大值，下降时间段内以固定下降率从最大值到最小值，则

得到

6.根据权利要求5所述的参数设计方法，其特征在于：初始设置D＝0.5，载波幅值为1时，对应调制波输出为

7.根据权利要求5所述的参数设计方法，其特征在于：当电池储能系统处于稳态运行时，直流电流i_L波动的峰值为i_LP,则

当i_L取得最大值时：

V_g＝(N+0.5)V_ba。

8.根据权利要求7所述的参数设计方法，其特征在于：设系统额定电流为I_N，电流波动率不超过δ％，则电感L的最小值为

9.根据权利要求5所述的参数设计方法，其特征在于：

设定电池充电截止电压为V_{ba_T}，放电截止电压为V_{ba_D}，则

MV_{ba_D}＞V_g。

10.根据权利要求5所述的参数设计方法，其特征在于：所述电池储能系统稳态运行时

NV_ba＜V_g＜(N+1)V_ba，且N+1≤M；

当V_g和V_ba确定后，所述电池储能系统稳态运行时N满足

11.根据权利要求10所述的参数设计方法，其特征在于：N取值为0.7M。