[发明专利]一种基于模块化多电平变流器的高放电深度复合型储能系统

摘要

本发明公开了一种基于模块化多电平变流器的高放电深度复合型储能系统，其将能量型储能元件和功率型储能元件分别接在模块化多电平变流器的直流侧和子模块中，从而组成复合型储能系统，再通过并网电抗器接入三相电源中。其中，能量型储能元件通过内部的串并联连接后，经过一个DC/DC变换器与模块化多电平变流器的直流端连接，功率型储能元件通过一个电感与半桥DC/DC电路连接，半桥DC/DC电路与模块化多电平变流器子模块的电解电容器并联连接。根据电源能量的需求变化，复合型储能系统能独立调整能量型储能元件和功率型储能元件的输出(或吸收)功率，充分保证能量型储能元件和功率型储能元件的放电深度，提高储能元件的利用率。

主权项

一种基于模块化多电平变流器的高放电深度复合型储能系统，其特征在于：包括能量型储能元件、DC/DC变换器、MMC子模块、电抗器、电源、缓冲电感；所述的MMC子模块包括功率型储能元件、储能电感、半桥DC/DC电路、电解电容器和MMC半桥子模块；所述MMC子模块内部集成有功率型储能元件，典型地由若干个超级电容器串联组合而成，形成分布式储能的方式；功率型储能元件通过储能电感与半桥DC/DC电路连接，所述的半桥DC/DC电路输出端连接于电解电容器的两端，电解电容器与MMC半桥子模块并联连接，MMC半桥子模块的输入脚i和输出脚o即为MMC子模块的输入和输出脚，依次将每个桥臂上的MMC子模块输出脚与下个MMC子模块的输入脚相连接，并将三相上桥臂第一个的MMC子模块输入脚连接组成MMC的直流正母线，三相下桥臂最后一个MMC子模块输出脚连接组成MMC的直流负母线，将每相上桥臂最后一个MMC子模块的输出和下桥臂第一个MMC子模块的输入与缓冲电感连接，上下桥臂的缓冲电感相互连接之后并将其与电抗器连接，电抗器的输出端与位于复合型储能系统外部的电源连接；所述能量型储能元件典型地由蓄电池经串联、先串后并或先并后串组合而成，并辅以主动电池能量均衡系统或者被动电池能量均衡系统，能量型储能元件通过DC/DC变换器与MMC的直流母线连接。