CN112467769A - 一种模块化预安装储能系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种模块化预安装储能系统，包括集成在同一集装箱中的多个储能单元；各个储能单元的电能端口并联连接，连接点直接或间接连接电网；该储能单元包括至少两级功率变换模块，其首端直流侧用于连接电池组的正负极，其末端交流侧作为储能单元的电能端口；由于多个储能单元中均具有直接或间接连接电网的交流侧，即集成了PCS的功能，且均集成在同一个集装箱中，因此，在安装现场无需再进行电池集装箱和PCS之间的现场接线，如挖线缆槽、布线和接线，减少项目现场的工作量。

Description

一种模块化预安装储能系统

技术领域

本发明属于储能系统技术领域，更具体的说，尤其涉及一种模块化预安装储能系统。

背景技术

如图1所示，其示出了一种储能系统的示意图，其包括1#～n#电池组Rack、1#～n#电池组开关盒S/G、BCP(Battery Collection Panel，电池汇流单元)和PCS(Power ControlSystem，储能变流器)等。1#～n#电池组Rack、1#～n#电池组开关盒S/G、电池汇流单元BCP均集成在电池集装箱Battery container内，PCS内设置有开关单元、DC/AC模块和变压器。该方案中，各个电池组无法进行主动均衡；各个电池组的容量衰减程度不同时，无法进行容量增补；电池集装箱Battery container和PCS之间还要在现场接线、增加项目现场的工作量；另外，一旦发生短路，短路电流很大，对应的低压保护器件的成本也相对较高。

如图2所示，其示出了另一种储能系统的示意图，其包括1#～n#电池组Rack、1#～n#直流变换模块DCDC和PCS等；1#～n#电池组、1#～n#直流模块DCDC均集成在电池集装箱Battery container内；该方案能够省去电池开关盒S/G，并且可以实现容量增补和不同电池组之间的主动均衡；但是，电池集装箱Battery container和PCS之间还要在现场接线，如挖线缆槽、布线和接线，增加项目现场的工作量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种模块化预安装储能系统，用于在各个电池组之间的主动均衡以及省去电池开关盒的基础之上，实现电池集装箱与PCS之间的直流功率线缆可以预安装，可避免直流功率线缆在现场连接，减少项目现场的工作量。

本发明公开了一种模块化预安装储能系统，包括：集成在同一集装箱中的多个储能单元；

各个所述储能单元的电能端口并联连接，连接点直接或间接连接电网；

所述储能单元包括：电池组和储能变流器；

所述储能变流器包括至少两级功率变换模块，其首端直流侧用于连接与所述电池组的正负极；其末端交流侧作为所述储能单元的电能端口。

可选的，所述储能变流器还包括：取自不同功率变换模块之间直流连接线的至少一个直流接口，和/或，取自所述末端交流侧的至少一个交流接口。

可选的，所述直流接口用于连接光伏设备或者制氢设备。

可选的，所述交流接口用于连接充电桩。

可选的，所述储能变流器两级功率变换模块，其第一级功率模块为、DC/DC模块，其第二级功率变换模块为DC/AC模块；

所述DC/DC模块的第一侧作为所述首端直流侧；

所述DC/DC模块的第二侧与所述DC/AC模块的直流侧相连；

所述DC/AC模块的交流侧作为所述末端交流侧。

可选的，所述第一级功率模块包括：多个第二侧并联连接的DC/DC模块；

所述第二级功率变换模块包括一个DC/AC模块。

可选的，所述储能单元中所述电池组的个数为多个，且所述DC/DC模块的第一侧用于连接对应的多个所述电池组。

可选的，所述储能变流器还包括：低压保护器件；

所述低压保护器件设置于所述首端直流侧与所述电池组之间。

可选的，所述低压保护器件包括：串联连接的熔断器和开关。

可选的，所述储能变流器还包括：控制所述低压保护器件、所述DC/DC模块和所述DC/AC模块执行相应动作的控制器；

各个所述储能单元中的所述控制器通信连接。

可选的，所述DC/DC模块和所述DC/AC模块中均无内部控制器，且模块集成在一起。

可选的，所述控制器为独立于所述DC/DC模块和所述DC/AC模块的单元控制器；

所述单元控制器分别与所述电池组、所述低压保护器件、所述DC/DC模块和所述DC/AC模块相连。

可选的，所述DC/DC模块和所述DC/AC模块相互独立，且两者分别设置有相应的内部控制器。

可选的，所述控制器为DC/AC模块和所述DC/DC模块中作为通信主机的内部控制器；

在所述通信主机为DC/DC模块的内部控制器时，所述通信主机分别与所述电池组、所述低压保护器件和所述DC/AC模块的内部控制器相连；

在所述通信主机为DC/AC模块的内部控制器时，所述通信主机分别与所述电池组、所述低压保护器件和所述DC/DC模块的内部控制器相连。

可选的，所述控制器为独立于所述DC/DC模块和所述DC/AC模块的单元控制器；

所述单元控制器分别与所述电池组、所述低压保护器件、所述DC/DC模块的内部控制器和所述DC/AC模块的内部控制器相连。

可选的，所述储能变流器中还包括：采样单元，用于配合所述控制器实现对于相应电池组的电池管理功能。

可选的，各个所述储能单元中的所述控制器之间，通过主从通信的方式实现通信连接；或者，

所述模块化预安装储能系统中还包括：系统控制器，用于使各个所述储能单元中的所述控制器实现间接通信。

可选的，各个所述储能单元内所述电池组的参数相同或者不同。

可选的，所述参数包括：安装时间、生产批次、设备型号、运行时长以及充放电循环次数中的至少一种。

可选的，还包括：设置于所述集装箱内的温控系统；

所述温控系统用于监控各个所述电池组以及各个所述储能变流器的温度。

可选的，所述温控系统采用水冷散热方式，或者，风冷散热方式。

可选的，各个所述储能变流器均为隔离型变流器；各个所述储能单元的电能端口并联连接后直接连接电网；或者，

各个所述储能单元的电能端口并联连接后，通过变压器连接电网。

可选的，若各个所述储能单元的电能端口并联连接后，通过变压器连接电网，则：

所述变压器集成于所述模块化预安装储能系统内部；或者，所述变压器设置于所述模块化预安装储能系统与电网之间。

从上述技术方案可知，本发明提供的一种模块化预安装储能系统，包括集成在同一集装箱中的多个储能单元；各个储能单元的电能端口并联连接，连接点直接或间接连接电网；该储能单元包括至少两级功率变换模块，其首端直流侧连接于电池组的正负极，其末端交流侧作为储能单元的电能端口；由于多个储能单元中均具有直接或间接连接电网的交流侧，即集成了PCS的功能，且均集成在同一个集装箱中，因此，在安装现场无需再进行电池集装箱和PCS之间的现场接线，如挖线缆槽、布线和接线，减少项目现场的工作量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术提供的一种储能系统的示意图；

图2是现有技术提供的另一种储能系统的示意图；

图3是现有技术提供的另一种储能系统的示意图；

图4是本发明实施例提供的一种模块化预安装储能系统的示意图；

图5a是现有技术提供的与图1对应的增补问题的解决方案；

图5b是本发明实施例提供的与图4对应的增补问题的解决方案；

图6是本发明实施例提供的另一种模块化预安装储能系统的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明实施例提供一种模块化预安装储能系统，用于解决现有技术中电池集装箱和PCS之间还要在现场接线，如挖线缆槽、布线和接线，增加项目现场的工作量的问题。

参见图4，该模块化预安装储能系统，包括：多个储能单元(包括如图4所示的1#Rack和1#PCS，或者，n#Rack和n#PCS)。

各个储能单元均集成在同一集装箱中。需要说明的是，因为各个储能单元均集成在同一集装箱中，所以，各个储能单元之间的连接关系或者各个储能单元内部的连接关系，均在生产阶段完成，也即在后续的安装和使用过程中，无需再对各个储能单元和各个储能单元内部器件之间进行接线。

各个储能单元的电能端口并联连接，连接点直接或间接连接电网；具体的，该连接点直接连接电网，或者，该连接点通过变压器连接电网。

该储能单元包括：电池组(如图4所示的1#Rack或n#Rack)和储能变流器(如图4所示的1#PCS或n#PCS)。

具体的，各个储能变流器可以均为隔离型变流器；也可以均为非隔离型变流器。

在各个储能变流器均为隔离型变流器时：各个储能单元的电能端口并联连接后直接连接电网，也即该隔离型变流器可以通过隔离，安全地实现高压变换，此时，模块化预安装储能系统无需采用变压器。

在各个储能变流器均为非隔离型变流器时：各个储能单元的电能端口并联连接后，通过变压器连接电网。具体的，该变压器可以集成于模块化预安装储能系统内部；或者，该变压器也可以设置于模块化预安装储能系统与电网之间，也即该变压器为独立于模块化预安装储能系统的器件。

以各个储能变流器均为非隔离型变流器、该变压器为独立于模块化预安装储能系统的器件为例，第1个储能单元的电能端口作为模块化预安装储能系统的第1个电能端口；第2个储能单元的电能端口作为模块化预安装储能系统的第2个电能端口；以此类推，第n个储能单元的电能端口作为模块化预安装储能系统的第n个电能端口；n个储能单元的电能端口并联连接，即模块化预安装储能系统的n个电能端口并联连接、连接点通过外部的变压器连接电网。n为模块化预安装储能系统中储能单元的数量。

通过隔离型变流器或变压器，能够实现电网与储能变流器之间相互隔离；在变压器集成于模块化预安装储能系统内或储能变流器采用隔离型变流器时，储能单元与变压器之间的交流功率线缆是在系统内直接预安装的，或者直接省去，进而在安装现场，无需再进行储能单元与变压器之间的现场接线，如挖线缆槽、布线和接线，降低了交流功率线缆的现场施工成本，降低了现场电气连接风险。

该储能变流器包括至少两级功率变换模块，该储能变流器的首端直流侧与电池组的正负极相连；储能变流器的末端交流侧作为储能单元的电能端口。

在实际应用中，储能变流器还包括：取自不同功率变换模块之间直流连接线的至少一个直流接口，和/或，取自所述末端交流侧的至少一个交流接口。

具体的，在储能变流器还包括取自不同功率变换模块之间直流连接线的至少一个直流接口时，储能变流器有至少两个直流端口，储能变流器的一个直流端口为储能变流器的首端直流侧处的端口、与电池组的正负极相连，储能变流器的其他直流端口，设置在不同功率变换模块之间直流连接线处。该设置于不同功率变换模块之间直流连接线的直流端口用于连接光伏设备或者制氢设备。

在储能变流器还包括取自所述末端交流侧的至少一个交流接口时，储能变流器有至少两个交流端口，储能变流器的一个交流端口作为储能单元的电能端口，储能变流器的其他交流端口，设置在储能变流器的末端交流侧处、用于连接充电桩。

需要说明的是，电池组包括单体控制器(如图4所示的RACK，或者，如图5a-图6所示1#RACK、2#RACK……n#RACK)和多个串联连接的电芯。

以第1个储能单元为例，该储能变流器1#PCS的一个直流侧与电池组1#Rack的正负极相连，具体可以通过相应的熔断器和开关，此处不做限定；储能变流器1#PCS的交流侧作为第1个储能单元的电能端口。

需要说明的是，图1和图2所示方案中电池集装箱Battery container和PCS之间的直流功率线缆，需要到现场进行接线，其具体包括挖直流功率线缆线槽、线缆布置和线缆连接；并且，如图1所示方案中，电池组直接汇流的短路电流较大。

而本实施例中，模块化预安装储能系统内的直流功率线缆是在系统内直接预安装的，进而在安装现场，无需再进行电池集装箱和PCS之间的现场接线，如挖线缆槽、布线和接线，降低了直流功率线缆的现场施工成本，降低了现场电气连接风险。另外，每个电池组均配置有各自对应的储能变流器，因此，当电池组或储能变流器的直流侧发生短路时，短路电流仅仅为单个储能单元的短路电流，其短路电流较于图1所示方案大大减小。

值得说明的是，相比于图3所示的方案，即储能变流器PCS中仅包括开关单元和DC/AC变换模块的方案，本实施例中，储能变流器包括至少两级功率变换模块，即DC/DC模块和AC/DC模块，并且还可以预留直流接口和/或交流接口，从而可以灵活构成直流耦合光储系统、储能制氢系统，和/或，充电桩系统，无需更改直流耦合光储系统、储能制氢系统，和/或，充电桩系统配置，只需将光伏系统或制氢系统接入相应的直流接口即可(如图6所示)，充电桩接入相应的交流接口即可，可实现直流耦合光储系统光储平滑、限发和超配等场合。

在实际应用中，各个储能单元内电池组的参数相同或者不同；也即，各个储能单元内电池组的参数不相互影响，任意一个储能单元内的电池组可以单独安装，比如单个电池组的维修换新，也可以和其他储能单元内的电池组一起安装，比如系统初次安装或者批量扩容。

该参数可以包括新旧状态、生产批次、产品型号、安装时间和充放电循环次数中的至少一个；在此不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。

在电池组运行若干年后，一方面，由于电池组本身的差异以及寄生参数的差异，将会导致不同电池组间的容量产生差异，若继续并联使用，不同电池组的充放电电流差异将会越来越大，将会导致一些电池组加速衰减，不同电池组的一致性将会逐渐变差，降低电池组的使用寿命；另一方面，长时间使用电池组容量会发生衰减，整个储能系统的容量将会减少；因此，电池组运行到后期必然涉及到电池容量的增补问题。

如图5a所示，其为图1所示方案对应的增补问题的解决方案；针对不同电池组的容量差异问题，只能任由其加速衰减；针对电池系统容量衰减问题，在进行容量增补的时候，只能用新电池来全部替换原有的旧电池，容量增补非常不灵活。

如图5b所示，其为本发明实施例所提供的方案对应的增补问题的解决方案；针对不同电池组的容量差异问题，通过各个储能变流器，可以动态的调整不同电池组的充放电电流，保持不同电池组的一致性；对电池系统容量衰减问题，由于每个电池组都配置了一个储能变流器，所以可以根据实际容量增补的需要，选择性的替换部分原有的旧电池，容量增补方案比较灵活；当然，实际应用中也不排除对于全部旧电池的同时更新换代。

在本实施例中，每个电池组都有各自对应的储能变流器，因此，在电池组发生容量衰减后需要增补或扩容时，可以直接替换某一个或多个储能单元内的电池组，而不影响其他储能单元内的电池组的运行。另外，模块化预安装储能系统解耦设计，在线率高；在整个模块化预安装储能系统中，其中一组电池组损坏，或一个储能变流器损坏，不会影响其他储能单元的运行，且安装、维护简便。

在实际应用中，该模块化预安装储能系统还包括：温控系统(未进行图示)。

该温控系统用于监控各个电池组以及各个储能变流器的温度；具体的，该温控系统在监测到各个电池组以及各个储能变流器的温度高于相应阈值时，启动报警和控温操作、以避免各个电池组以及各个储能变流器的温度过高，导致模块化预安装储能系统的安全。当然，该温控系统的具体工作过程不仅限于上述说明，该温控系统的其他具体工作过程，在此不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。

由于储能变流器是集成在电池箱内部，可以和电池组共享温控系统，而一般储能变流器的温度范围要比电池组的温度范围要宽，当储能变流器和电池组共享温控系统时，储能变流器的温度范围就可以缩小，因此，储能变流器的成本也可以相应下降。

在实际应用中，温控系统可以采用水冷散热方式对各个电池组以及各个储能变流器进行散热；或者，温控系统也可以采用风冷散热方式对各个电池组以及各个储能变流器进行散热；温控系统的散热方式在此不做具体限定，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。

上述任一实施例中，储能变流器包括两级功率变换模块，其第一级功率模块为DC/DC模块(如图4所示的DC/DC)，其第二级功率变换模块为DC/AC模块(如图4所示的DC/AC)。

DC/DC模块的第一侧作为储能变流器的首端直流侧、与电池组的正负极相连；具体的，DC/DC模块的第一侧正极与相应的电池组正极相连，DC/DC模块的第一一侧负极与相应电池组的负极相连。

储能单元中电池组的个数为多个，也可以为1个或2个，在储能单元中电池组的个数为多个时，DC/DC模块的第一侧用于连接对应的多个电池组；也即，DC/DC模块与电池组的对应关系为一对多。在储能单元中电池组的个数为1个时，DC/DC模块的第一侧用于连接对应的1个电池组，DC/DC模块与电池组的对应关系为一对一；在储能单元中电池组的个数为2个时，DC/DC模块的第一侧用于连接对应的2个电池组，DC/DC模块与电池组的对应关系为一对二。

在实际应用中，储能变流器还包括：低压保护器件；低压保护器件设置于首端直流侧与电池组之间。具体的，DC/DC模块的第一侧通过该低压保护器件与电池组的正负极相连。

该低压保护器件可以仅包括设置于任一极支路上的熔断器和开关，也可以包括两组熔断器和开关，分别设置于正负极支路上，设置在同一极支路上的熔断器和开关串联连接，此处不做限定。

需要说明的是，可以在每个电池组与DC/DC模块之间均设置有熔断器和开关；从而通过控制该开关来时间相应电池组的投切，以及通过通熔断器来实现熔断保护。

DC/DC模块的二侧与DC/AC模块的直流侧相连；具体的，DC/DC模块的第二侧正负极与DC/AC模块的直流侧正负极对应相连。

需要说明的是，在DC/DC模块的第二侧与DC/AC模块的直流侧直流连接线上，可以预留至少一个直流接口、以连接光伏设备或者制氢设备。

在实际应用中，上述第一级功率模块可以包括：多个第二侧并联连接的DC/DC模块；上述第二级功率变换模块可以包括一个DC/AC模块。也就是说，DC/AC模块与DC/DC模块的对应关系为一对多，当然，也不排除DC/AC模块与DC/DC模块之间为其他对应关系，如一对一，在此不做具体限定视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。

DC/AC模块的交流侧作为储能变流器的交流侧、与外部的变压器一侧相连。

在DC/AC模块的交流侧还可以预留交流端口，用于连接充电桩。

在实际应用中，该储能变流器还包括：控制器，用于控制低压保护器件、DC/DC模块和DC/AC模块执行相应的动作。

各个储能单元中的控制器通信连接，具体有多种实现方式：可以通过主从通信的方式实现通信连接，具体的，各个通信从机均与通信主机通信连接，比如星形连接或者总线连接，也可以是各个储能单元中的控制器采用手拉手方式实现通信连接；其他具体连接方式，在此不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。

或者，也可以通过模块化预安装储能系统中的系统控制器，使各个储能单元中的控制器实现间接通信；具体的，各个储能单元中的控制器均与系统控制器通信连接。

值得说明的是，参见图5a，各个电池组全部并联连接至BCP的一侧，当不同电池组的SOC不同时，无法实现各个电池组之间的主动均衡；而本实施例中，各个储能单元中的电池组均配置有储能变流器，且各个储能单元中的控制器通信连接；因此，在电池组的SOC产生差异时，可以通过调节不同电池组对应的储能变流器的功率，来实时动态的调节电池组的SOC，实现电池组间的动态均衡。

在本实施例中，模块化预安装储能系统在现场应用时，只需连接交流线缆，以及，控制器与上位机之间的通信线缆，无需再连接直流线缆；且储能单元可以灵活配置，满足运输重量要求，可以实现电池预安装运输，储能单元之间不需要现场接线。

在实应用中，该控制器可以是DC/DC模块和DC/AC模块中的内部控制器，也可以是独立于DC/DC模块和DC/AC模块的单元控制器，在此分别对不同情况进行说明：

(1)DC/DC模块和DC/AC模块中均无内部控制器、只有主电路，且集成在一起；该控制器为独立于DC/DC模块和DC/AC模块的单元控制器。

单元控制器分别与电池组、低压保护器件、DC/DC模块和DC/AC模块相连；也即，单元控制器分别控制电池组、低压保护器件、DC/DC模块和DC/AC模块执行相应动作；例如，单元控制器控制低压保护器件的通断状态，单元控制器控制AC/DC进行/停止进行功率变换等，在此不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。

(2)DC/DC模块和DC/AC模块相互独立，且两者分别设置有相应的内部控制器，该控制器为DC/AC模块和DC/DC模块中作为通信主机的内部控制器。

在通信主机为DC/DC模块的内部控制器时，通信主机分别与电池组、低压保护器件和DC/AC模块的内部控制器相连；也即，电池组和低压保护器件分别受控于DC/AC模块的内部控制器，以及，DC/AC模块的内部控制器与DC/DC模块的内部控制器信息交互，且DC/AC模块的内部控制器以DC/DC模块的内部控制器的控制信息为指令，控制DC/AC模块内的主电路执行相应动作；也即，DC/DC模块的内部控制器间接控制DC/AC模块内的主电路执行相应动作。

在通信主机为DC/AC模块的内部控制器时，通信主机与电池组、低压保护器件和DC/DC模块的内部控制器相连；也即，电池组和低压保护器件分别受控于DC/AC模块的内部控制器，以及，DC/DC模块的内部控制器与DC/AC模块的内部控制器信息交互，且DC/DC模块的内部控制器以DC/AC模块的内部控制器的控制信息为指令，控制DC/DC模块内的主电路执行相应动作；也即，DC/AC模块的内部控制器间接控制DC/DC模块内的主电路执行相应动作。

(3)DC/DC模块和DC/AC模块相互独立，且两者分别设置有相应的内部控制器；控制器为独立于DC/DC模块和DC/AC模块的单元控制器。

单元控制器分别与电池组、低压保护器件、DC/DC模块的内部控制器和DC/AC模块的内部控制器相连；也即，电池组和低压保护器件分别受控于单元控制器，以及，DC/DC模块的内部控制器、DC/AC模块的内部控制器分别与该单元控制器进行信息交互，且DC/DC模块的内部控制器、DC/AC模块的内部控制器以单元控制器的控制信息为指令，控制自身所处模块内的主电路执行相应动作；也即，单元控制器间接控制DC/DC模块内的主电路和DC/AC模块内的主电路执行相应动作。

在实际应用中，储能变流器中还包括：采样单元(未进行图示)，用于配合控制器实现对于相应电池组的电池管理功能。

当然，在实现对电池组的电池管理功能的同时，也能够实现对于相应电池组的电池保护功能。具体的，采样单元对电池组的参数进行采样，如SOC、温度、放电电流等，并且，采样到的数据传输至控制器中，控制器依据该数据对电池组进行相应的控制；采样单元结合控制器实现对于电池组的电池管理功能的具体过程，在此不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。

需要说明的是，与图1所示的结构相比，在系统功能相同的前提下，可以省去电池单体监控单元、系统管理单元、电池开关盒S/G和BCP；将电池开关盒S/G、DC/DC模块与PCS的功能合并，在电池开关盒S/G和BCP省去的同时，其所具备的功能在模块化预安装储能系统均有体现，并利用储能变流器的控制器和采样单元，就可以在储能变流器中集成电池开关盒S/G所具备的低压配电保护功能和电池管理功能，降低模块化预安装储能系统的成本。

在本实施例中，根据不同区域预安装运输要求，可以设计不同功率等级的模块化预安装储能系统；适合大型储能电站，也适合工商业储能电站；适应性强。

本说明书中的各个实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (23)

1.一种模块化预安装储能系统，其特征在于，包括：集成在同一集装箱中的多个储能单元；

各个所述储能单元的电能端口并联连接，连接点直接或间接连接电网；

所述储能单元包括：电池组和储能变流器；

所述储能变流器包括至少两级功率变换模块，其首端直流侧用于连接所述电池组的正负极，其末端交流侧作为所述储能单元的电能端口。

2.根据权利要求1所述的模块化预安装储能系统，其特征在于，所述储能变流器还包括：取自不同功率变换模块之间直流连接线的至少一个直流接口，和/或，取自所述末端交流侧的至少一个交流接口。

3.根据权利要求2所述的模块化预安装储能系统，其特征在于，所述直流接口用于连接光伏设备或者制氢设备。

4.根据权利要求2所述的模块化预安装储能系统，其特征在于，所述交流接口用于连接充电桩。

5.根据权利要求1所述的模块化预安装储能系统，其特征在于，所述储能变流器包括两级功率变换模块，其第一级功率模块为DC/DC模块，其第二级功率变换模块为DC/AC模块；

所述DC/DC模块的第一侧作为所述首端直流侧；

所述DC/DC模块的第二侧与所述DC/AC模块的直流侧相连；

所述DC/AC模块的交流侧作为所述末端交流侧。

6.根据权利要求5所述的模块化预安装储能系统，其特征在于，所述第一级功率模块包括：多个第二侧并联连接的DC/DC模块；

所述第二级功率变换模块包括一个DC/AC模块。

7.根据权利要求5所述的模块化预安装储能系统，其特征在于，所述储能单元中所述电池组的个数为多个，且所述DC/DC模块的第一侧用于连接对应的多个所述电池组。

8.根据权利要求5所述的模块化预安装储能系统，其特征在于，所述储能变流器还包括：低压保护器件；

所述低压保护器件设置于所述首端直流侧与所述电池组之间。

9.根据权利要求8所述的模块化预安装储能系统，其特征在于，所述低压保护器件包括：串联连接的熔断器和开关。

10.根据权利要求8所述的模块化预安装储能系统，其特征在于，所述储能变流器还包括：控制所述低压保护器件、所述DC/DC模块和所述DC/AC模块执行相应动作的控制器；

各个所述储能单元中的所述控制器通信连接。

11.根据权利要求10所述的模块化预安装储能系统，其特征在于，所述DC/DC模块和所述DC/AC模块中均无内部控制器，且模块集成在一起。

12.根据权利要求11所述的模块化预安装储能系统，其特征在于，所述控制器为独立于所述DC/DC模块和所述DC/AC模块的单元控制器；

所述单元控制器分别与所述电池组、所述低压保护器件、所述DC/DC模块和所述DC/AC模块相连。

13.根据权利要求10所述的模块化预安装储能系统，其特征在于，所述DC/DC模块和所述DC/AC模块相互独立，且两者分别设置有相应的内部控制器。

14.根据权利要求13所述的模块化预安装储能系统，其特征在于，所述控制器为DC/AC模块和所述DC/DC模块中作为通信主机的内部控制器；

在所述通信主机为DC/DC模块的内部控制器时，所述通信主机分别与所述电池组、所述低压保护器件和所述DC/AC模块的内部控制器相连；

在所述通信主机为DC/AC模块的内部控制器时，所述通信主机分别与所述电池组、所述低压保护器件和所述DC/DC模块的内部控制器相连。

15.根据权利要求13所述的模块化预安装储能系统，其特征在于，所述控制器为独立于所述DC/DC模块和所述DC/AC模块的单元控制器；

所述单元控制器分别与所述电池组、所述低压保护器件、所述DC/DC模块的内部控制器和所述DC/AC模块的内部控制器相连。

16.根据权利要求10-15任一项所述的模块化预安装储能系统，其特征在于，所述储能变流器中还包括：采样单元，用于配合所述控制器实现对于相应电池组的电池管理功能。

17.根据权利要求10-15任一项所述的模块化预安装储能系统，其特征在于，各个所述储能单元中的所述控制器之间，通过主从通信的方式实现通信连接；或者，

所述模块化预安装储能系统中还包括：系统控制器，用于使各个所述储能单元中的所述控制器实现间接通信。

18.根据权利要求1-15任一项所述的模块化预安装储能系统，其特征在于，各个所述储能单元内所述电池组的参数相同或者不同。

19.根据权利要求18所述的模块化预安装储能系统，其特征在于，所述参数包括：安装时间、生产批次、设备型号、运行时长以及充放电循环次数中的至少一种。

20.根据权利要求1-15任一项所述的模块化预安装储能系统，其特征在于，还包括：设置于所述集装箱内的温控系统；

所述温控系统用于监控各个所述电池组以及各个所述储能变流器的温度。

21.根据权利要求20所述的模块化预安装储能系统，其特征在于，所述温控系统采用水冷散热方式，或者，风冷散热方式。

22.根据权利要求1-15任一项所述的模块化预安装储能系统，其特征在于，各个所述储能变流器均为隔离型变流器；各个所述储能单元的电能端口并联连接后直接连接电网；或者，

各个所述储能单元的电能端口并联连接后，通过变压器连接电网。

23.根据权利要求22所述的模块化预安装储能系统，其特征在于，若各个所述储能单元的电能端口并联连接后，通过变压器连接电网，则：

所述变压器集成于所述模块化预安装储能系统内部；或者，所述变压器设置于所述模块化预安装储能系统与电网之间。

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