CN113300391A - 储能式电源系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及交流电源控制技术领域，具体提供了一种储能式电源系统，旨在解决如何提高电网供电可靠性的技术问题。为此目的，本发明实施例提供了一种储能式电源系统，主要包括电源控制模块和多个换流链，每个换流链分别包括功率模块和电储能元件，每个功率模块的第一端分别与系统的电网端口连接，每个功率模块的第二端分别与系统的电压输出端口连接；功率模块被配置成对电网电能进行功率转换并将功率转换后的电网电能输出至电储能元件进行充电和/或经电压输出端口输出至负载；电源控制模块被配置成确定电储能元件的充/放电功率指令以及功率模块向负载进行电网电能输出的电网功率指令。通过这样的设置，可以显著提高电网供电的可靠性。

Description

储能式电源系统
技术领域
本发明涉及交流电源控制技术领域，具体涉及一种储能式电源系统。
背景技术
现有的大容量高压交流电源一般从电网直接取电，经过电力电子变换(交流电变为直流电或直流电变为交流电)后，输出满足负载所需的电压和功率，此时，变压器和电力电子变换器的功率由负载功率直接决定。现有的大容量交流电源在面对大功率电机启停等短时大功率特征较强的负载时，会直接将功率映射到电网中，从而对电网造成冲击，甚至损坏电网。
相应地，本领域需要一种新的储能式电源方案来解决上述问题。
发明内容
为了克服上述缺陷，提出了本发明，以提供解决或至少部分地解决如何提高电网供电可靠性的技术问题的储能式电源系统。
第一方面，提供一种储能式电源系统，所述系统包括电源控制模块和多个换流链，每个所述换流链分别包括功率模块和电储能元件，每个所述功率模块的第一端分别与所述系统的电网端口连接，每个所述功率模块的第二端分别与所述系统的电压输出端口连接；
所述功率模块被配置成对输入至所述电网端口的电网电能进行功率转换并将所述功率转换后的电网电能输出至所述电储能元件进行充电和/或经所述电压输出端口输出至负载，以向所述负载供电；
所述电储能元件被配置成响应于接收到的充电指令，根据所述功率模块输出的电网电能进行充电，或者响应于接收到的放电指令，经所述功率模块进行放电，以向所述负载供电；
所述电源控制模块被配置成执行下列操作：
根据所述负载的功率需求值、所述电储能元件的充/放电状态以及储能量，分别确定所述电储能元件的充/放电功率指令以及所述功率模块向所述负载进行电网电能输出的电网功率指令；
根据所述充/放电功率指令中包含的充电功率值或放电功率值，分别调整所述电储能元件的充电功率或放电功率；
根据所述电网功率指令中包含的电网电能输出功率值，调整所述功率模块经所述电压输出端口输出至所述负载的电网电能输出功率。
在上述储能式电源系统的一个技术方案中，
所述电压输出端口是单相电压输出端口，每个所述功率模块的第二端顺次级联形成与所述单相电压输出端口连接的级联侧端口；
或者，
所述电压输出端口是三相电压输出端口，所述三相电压输出端口包括三个单相端口；所述系统内的换流链被划分为三组换流链且每组换流链分包括多个换流链；每组换流链中的每个所述功率模块的第二端顺次级联，以分别形成与每组换流链各自对应的所述单相端口连接的级联侧端口。
在上述储能式电源系统的一个技术方案中，所述功率模块包括整流电路、逆变电路和变压电路；
所述整流电路的交流侧与所述功率模块的第一端连接，所述整流电路的直流侧分别与所述逆变电路的直流侧以及所述变压电路的第一端连接；
所述逆变电路的交流侧与所述功率模块的第二端连接；
所述变压电路的第二端与所述电储能元件连接。
在上述储能式电源系统的一个技术方案中，所述整流电路是基于不可控型电力电子器件构建的三相全桥整流电路，所述逆变电路是基于可控型电力电子器件构建的H桥逆变电路，所述变压电路是基于Buck-Boost电压变换电路的变压电路。
在上述储能式电源系统的一个技术方案中，所述电源控制模块包括功率指令生成单元；
所述功率指令生成单元被配置成执行下列操作：
根据所述电储能元件的充/放电状态以及储能量，确定对所述负载的功率需求值进行滑动平均滤波使用的滑动窗口；
根据所述滑动窗口对所述负载的功率需求值进行滑动平均滤波，以获取滤波后的功率值；
将所述滤波后的功率值作为电网电能输出功率值，根据所述电网电能输出功率值生成所述电网功率指令；
将所述负载的功率需求值与所述滤波后的功率值之间的功率差值作为充电功率值或放电功率值，根据所述充电功率值或所述放电功率值生成所述充/放电功率指令。
在上述储能式电源系统的一个技术方案中，所述功率指令生成单元包括第一滑动窗口确定子单元、第二滑动窗口确定子单元和第三滑动窗口确定子单元；
所述第一滑动窗口确定子单元被配置成按照下式所示的方法确定对所述负载的功率需求值进行滑动平均滤波使用的滑动窗口：
Figure BDA0003054348890000031
其中，所述L(t)表示t时刻对所述负载的功率需求值进行滑动平均滤波使用的滑动窗口，所述L(t-1)表示t-1时刻对所述负载的功率需求值进行滑动平均滤波使用的滑动窗口，所述ESC(t)表示t时刻所述电储能元件的储能量，所述ESC1表示预设的储能量上限值，所述PESC(t)表示t时刻所述电储能元件的输出功率且“PESC(t)＞0”表示t时刻所述电储能元件处于放电状态，“PESC(t)＜0”表示t时刻所述电储能元件处于充电状态；所述ΔL表示预设的滑动窗口宽度且所述ΔL是整数；
所述第二滑动窗口确定子单元被配置成按照下式所示的方法确定对所述负载的功率需求值进行滑动平均滤波使用的滑动窗口：
Figure BDA0003054348890000032
其中，所述ESC0表示预设的储能量下限值；
所述第三滑动窗口确定子单元被配置成按照下式所示的方法确定对所述负载的功率需求值进行滑动平均滤波使用的滑动窗口：
L(t)＝L(t-1)，ESC0＜ESC(t)＜ESC1。
在上述储能式电源系统的一个技术方案中，所述电储能元件包括超级电容器和/或锂电池。
在上述储能式电源系统的一个技术方案中，所述系统还包括变压器，每个所述功率模块的第一端分别通过所述变压器与所述系统的电网端口连接。
本发明上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：
在实施本发明的技术方案中，储能式电源系统主要包括电源控制模块和多个换流链，每个换流链分别包括功率模块和电储能元件，每个功率模块的第一端分别与系统的电网端口连接，每个功率模块的第二端分别与系统的电压输出端口连接；功率模块被配置成对输入至电网端口的电网电能进行功率转换并将功率转换后的电网电能输出至电储能元件进行充电和/或经电压输出端口输出至负载，以向负载供电；电储能元件被配置成响应于接收到的充电指令，根据功率模块输出的电网电能进行充电，或者响应于接收到的放电指令，经功率模块进行放电，以向负载供电；电源控制模块被配置成执行下列操作：根据负载的功率需求值、电储能元件的充/放电状态以及储能量，分别确定电储能元件的充/放电功率指令以及功率模块向负载进行电网电能输出的电网功率指令；根据充/放电功率指令中包含的充电功率值或放电功率值，分别调整电储能元件的充电功率或放电功率；根据电网功率指令中包含的电网电能输出功率值，调整功率模块经电压输出端口输出至负载的电网电能输出功率。本发明的技术方案中在电网和负载之间增设了电储能元件，利用电储能元件对电网进行缓冲，当负载的功率需求较小时，电网输出电能后电储能元件可以根据电源控制模块发送的充电指令以及充电功率，根据功率模块输出的电网电能进行充电；当负载的功率需求较大时，电网输出电能后电储能元件可以根据电源控制模块发送的放电指令以及放电功率，经功率模块进行放电以向负载供电，避免了大功率负载对电网的冲击，也降低了大功率负载对电网和电源系统的容量要求，提高电网的稳定性。
附图说明
下面参照附图来描述本发明的具体实施方式，附图中：
图1是根据本发明的一个实施例的储能式电源系统的主要结构框图；
图2是根据本发明的一个实施例的换流链的主要结构框图；
图3是根据本发明的另一个实施例的储能式电源系统的主要结构框图；
图4是根据本发明的一个实施例的功率模块的主要结构框图；
图5是根据本发明的一个实施例的电源控制模块的主要控制流程图。
附图标记列表：
11：电源控制模块；12：换流链；121：功率模块；1211：整流电路；1212：逆变电路；1213：变压电路；122：电储能模块。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的一些实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中，“模块”、“处理器”可以包括硬件、软件或者两者的组合。一个模块可以包括硬件电路，各种合适的感应器，通信端口，存储器，也可以包括软件部分，比如程序代码，也可以是软件和硬件的组合。处理器可以是中央处理器、微处理器、数字信号处理器或者其他任何合适的处理器。处理器具有数据和/或信号处理功能。处理器可以以软件方式实现、硬件方式实现或者二者结合方式实现。非暂时性的计算机可读存储介质包括任何合适的可存储程序代码的介质，比如磁碟、硬盘、光碟、闪存、只读存储器、随机存取存储器等等。术语“A和/或B”表示所有可能的A与B的组合，比如只是A、只是B或者A和B。
现有的大容量高压交流电源一般从电网直接取电，经过电力电子变换(交流电变为直流电)后，输出满足负载所需的电压和功率，此时，变压器和电力电子变换器的功率由负载功率直接决定。现有的大容量交流电源在面对大功率电机启停等短时大功率特征较强的负载时，会直接将功率映射到电网中，从而对电网造成冲击，甚至损坏电网。
在本发明实施例中，储能式电源系统主要包括电源控制模块和多个换流链，每个换流链分别包括功率模块和电储能元件，每个功率模块的第一端分别与系统的电网端口连接，每个功率模块的第二端分别与系统的电压输出端口连接；功率模块被配置成对输入至电网端口的电网电能进行功率转换并将功率转换后的电网电能输出至电储能元件进行充电和/或经电压输出端口输出至负载，以向负载供电；电储能元件被配置成响应于接收到的充电指令，根据功率模块输出的电网电能进行充电，或者响应于接收到的放电指令，经功率模块进行放电，以向负载供电；电源控制模块被配置成执行下列操作：根据负载的功率需求值、电储能元件的充/放电状态以及储能量，分别确定电储能元件的充/放电功率指令以及功率模块向负载进行电网电能输出的电网功率指令；根据充/放电功率指令中包含的充电功率值或放电功率值，分别调整电储能元件的充电功率或放电功率；根据电网功率指令中包含的电网电能输出功率值，调整功率模块经电压输出端口输出至负载的电网电能输出功率。本发明的技术方案中在电网和负载之间增设了电储能元件，利用电储能元件对电网进行缓冲，当负载的功率需求较小时，电储能元件可以根据电源控制模块发送的充电指令以及充电功率，根据功率模块输出的电网电能进行充电；当负载的功率需求较大时，电储能元件可以根据电源控制模块发送的放电指令以及放电功率，经功率模块进行放电以向负载供电，避免了大功率负载对电网的冲击，也降低了大功率负载对电网和电源系统的容量要求，提高电网的稳定性。
在本发明的一个应用场景中，在某电网和某工厂的设备(负载)之间安装有根据本发明的实施例的储能式电源系统，在某工厂的设备上电之后，储能式电源系统的电源控制模块根据该工厂设备的功率需求值、储能式电源系统的电储能元件的充/放电状态以及储能量，分别确定电储能元件的充/放电功率指令以及储能式电源系统的功率模块向该工厂设备进行电网电能输出的电网功率指令；根据充/放电功率指令中包含的充电功率值或放电功率值，分别调整电储能元件的充电功率或放电功率；根据电网功率指令中包含的电网电能输出功率值，调整功率模块经电压输出端口输出至该工厂设备的电网电能输出功率；功率模块对输入至电网端口的电网电能进行功率转换并将功率转换后的电网电能输出至电储能元件进行充电和/或经电压输出端口输出至该工厂设备，以向该工厂设备供电；电储能元件响应于接收到的充电指令，根据功率模块输出的电网电能进行充电，或者响应于接收到的放电指令，经功率模块进行放电，以向该工厂设备供电。
参阅附图1，图1是根据本发明的一个实施例的储能式电源系统的主要结构框图。如图1所示，本发明实施例中的储能式电源系统主要包括电源控制模块11和多个换流链12，如图2所示，每个换流链12可以分别包括功率模块121和电储能元件122，每个功率模块121的第一端可以分别与系统的电网端口连接，每个功率模块121的第二端可以分别与系统的电压输出端口连接。
一个实施例中，功率模块121可以被配置成对输入至电网端口的电网电能进行功率转换并将功率转换后的电网电能输出至电储能元件122进行充电和/或经电压输出端口输出至负载，以向负载供电。
在本实施例中，功率模块121可以将电网提供的交流电转换为电储能元件122和/或负载所需的直流电。电网端口指的是，功率模块121与电网连接的位置；电压输出端口指的是，功率模块121与负载连接的位置。
在一个可能的实施方式中，如图1所示，储能式电源系统可以包括一组换流链12，在此情形下电压输出端口是单相电压输出端口(形成一个电压输出端口)，每个功率模块121的第二端顺次级联形成与单相电压输出端口连接的级联侧端口，该级联侧端口可以与负载连接。
在另一个可能的实施方式中，如图3所示，储能式电源系统可以包括三组换流链(换流链11-1N为第一组换流链，换流链21-2N为第二组换流链，换流链31-3N为第三组换流链)，在此情形下电压输出端口是三相电压输出端口(形成三个电压输出端口)，三相电压输出端口包括三个单相端口；系统内的换流链12被划分为三组换流链且每组换流链分包括多个换流链12；每组换流链中的每个功率模块121的第二端顺次级联，以分别形成与每组换流链各自对应的单相端口连接的级联侧端口，每组换流链各自对应的级联侧端口分别与负载连接。
在本实施方式中，通过设置不同的换流链组以形成不同个数的电压输出端口/级联侧端口，以满足不同负载的供电需求。
一个实施方式中，如图4所示，功率模块121可以包括整流电路1211、逆变电路1212和变压电路1213；整流电路1211的交流侧可以与功率模块121的第一端连接，整流电路1211的直流侧可以分别与逆变电路1212的直流侧以及变压电路1213的第一端连接；逆变电路1212的交流侧可以与功率模块121的第二端连接；变压电路1213的第二端可以与电储能元件122连接。在本实施方式中，电网输出的电能可以通过整流电路1211和变压电路1213输入电储能元件122，将电能存储在电储能元件122中；也可以通过整流电路1211和逆变电路1212输入负载，从而为负载供电；储能元件122的电能可以通过变压电路1213和逆变电路1212输入负载，从而为负载供电。
在本实施方式中，整流电路1211指的是，能够将交流电能转换为直流电能的电路；逆变电路1212指的是，能够将直流电能转换为交流电能的电路；变压电路1213指的是，能够将一种电压等级的电能转换为同频率的另一种电压等级的电能的电路。
一个实施方式中，如图4所示，整流电路1211可以是基于不可控型电力电子器件构建的三相全桥整流电路，逆变电路1212可以是基于可控型电力电子器件构建的H桥逆变电路，变压电路1213可以是基于Buck-Boost电压变换电路的变压电路。
在本实施方式中，不可控型电力电子器件指的是，不能通过外界条件控制开通和关断的电力电子器件；可控型电力电子器件指的是，能够通过外界条件控制开通和关断的电力电子器件；电力电子器件，又称为功率半导体器件，指的是主要用于电力设备的电能变换和控制电路方面的大功率电子器件。
一个实施方式中，如图1、2和3所示，本发明实施例的储能式电源系统还可以包括变压器，每个功率模块121的第一端可以分别通过变压器与系统的电网端口连接。
一个实施例中，电储能元件122可以被配置成响应于接收到的充电指令，根据功率模块121输出的电网电能进行充电，或者响应于接收到的放电指令，经功率模块121进行放电，以向负载供电。
在本实施例中，充电指令和放电指令可以是储能式电源系统的电源控制模块11向功率模块121发送的。电储能元件122接收到充电指令后，电网电能通过功率模块121输入电储能元件122；电储能元件122接收到放电指令后，电储能元件122通过功率模块将电能输入负载。
一个实施方式中，电储能元件122可以包括超级电容器和/或锂电池。
一个实施例中，如图5所示，电源控制模块11可以被配置成执行下列操作：
根据负载的功率需求值、电储能元件122的充/放电状态以及储能量，分别确定电储能元件122的充/放电功率指令以及功率模块121向负载进行电网电能输出的电网功率指令。
根据充/放电功率指令中包含的充电功率值或放电功率值，分别调整电储能元件122的充电功率或放电功率。
根据电网功率指令中包含的电网电能输出功率值，调整功率模块经电压输出端口输出至负载的电网电能输出功率。
一个实施方式中，电源控制模块11包括功率指令生成单元；如图5所示，功率指令生成单元被配置成执行下列操作：
根据电储能元件122的充/放电状态以及储能量，确定对负载的功率需求值进行滑动平均滤波使用的滑动窗口。
根据滑动窗口对负载的功率需求值进行滑动平均滤波，以获取滤波后的功率值。
将滤波后的功率值作为电网电能输出功率值，根据电网电能输出功率值生成电网功率指令。
将负载的功率需求值与滤波后的功率值之间的功率差值作为充电功率值或放电功率值，根据充电功率值或放电功率值生成充/放电功率指令。进一步，如图5所示，在本实施方式中储能式电源系统可以包括电储能元件的状态监控系统，该系统可以监测电储能元件122的充/放电状态以及储能量，并将电储能元件122的充/放电状态以及储能量发送至功率指令生成单元，以便功率指令生成单元根据这些信息生成电网功率指令和充/放电功率指令。此外，在一个实施方式中，功率指令生成单元在获取到负载的功率需求值与滤波后的功率值之间的功率差值之后，还可以接收电储能元件的状态监控系统反馈的电储能元件的最大功率，根据这个最大功率确定最终的放电功率值。例如：如果电储能元件的最大功率大于等于上述功率差值，则可以将上述功率差值作为放电功率值；如果电储能元件的最大功率小于上述功率差值，则可以将上述最大功率作为放电功率值。
在本实施方式中，通过利用滑动平均滤波器对负载的功率需求值进行滑动平均滤波以获取滤波后的功率值，使得滤波后的功率值变得平滑，消除噪音，避免噪音干扰带来的影响。
一个实施方式中，功率指令生成单元包括第一滑动窗口确定子单元、第二滑动窗口确定子单元和第三滑动窗口确定子单元。
第一滑动窗口确定子单元被配置成按照公式(1)所示的方法确定对负载的功率需求值进行滑动平均滤波使用的滑动窗口：
Figure BDA0003054348890000101
其中，L(t)表示t时刻对负载的功率需求值进行滑动平均滤波使用的滑动窗口，L(t-1)表示t-1时刻对负载的功率需求值进行滑动平均滤波使用的滑动窗口，ESC(t)表示t时刻电储能元件122的储能量，ESC1表示预设的储能量上限值，PESC(t)表示t时刻电储能元件122的输出功率且“PESC(t)＞0”表示t时刻电储能元件处于放电状态，“PESC(t)＜0”表示t时刻电储能元件122处于充电状态；ΔL表示预设的滑动窗口宽度且ΔL是整数。
第二滑动窗口确定子单元被配置成按照公式(2)所示的方法确定对负载的功率需求值进行滑动平均滤波使用的滑动窗口：
Figure BDA0003054348890000102
其中，ESC0表示预设的储能量下限值。
第三滑动窗口确定子单元被配置成按照公式(3)所示的方法确定对负载的功率需求值进行滑动平均滤波使用的滑动窗口：
L(t)＝L(t-1)，ESC0＜ESC(t)＜ESC1 (3)。
在本实施方式中，滑动窗口L的宽度越大时，滑动平均滤波器的通带越窄，则负载的功率需求值经过滑动平均滤波后的得到的电网电能输出功率值越平滑(与负载的功率需求值的一致性越差)，即电储能元件122的充电功率值或放电功率值越大。反之，滑动平均滤波器的通带越宽，则负载的功率需求值经过滑动平均滤波后的得到的电网电能输出功率值与负载的功率需求值的一致性越强，即电储能元件122的充电功率值或放电功率值越小。通过根据电储能元件122的充/放电状态以及储能量确定对负载的功率需求值进行滑动平均滤波使用的滑动窗口的宽度，对电网电能输出功率值以及电储能元件122的充电功率值/放电功率值进行实时调整，避免了大功率负载对电网的冲击，也降低了大功率负载对电网和电源系统的容量要求，提高了电网的稳定性。
在本发明实施例中，储能式电源系统主要包括电源控制模块11和多个换流链12，每个换流链12分别包括功率模块121和电储能元件122，每个功率模块121的第一端分别与系统的电网端口连接，每个功率模块121的第二端分别与系统的电压输出端口连接；功率模块121被配置成对输入至电网端口的电网电能进行功率转换并将功率转换后的电网电能输出至电储能元件122进行充电和/或经电压输出端口输出至负载，以向负载供电；电储能元件122被配置成响应于接收到的充电指令，根据功率模块121输出的电网电能进行充电，或者响应于接收到的放电指令，经功率模块121进行放电，以向负载供电；电源控制模块11被配置成执行下列操作：根据负载的功率需求值、电储能元件122的充/放电状态以及储能量，分别确定电储能元件122的充/放电功率指令以及功率模块向负载进行电网电能输出的电网功率指令；根据充/放电功率指令中包含的充电功率值或放电功率值，分别调整电储能元件122的充电功率或放电功率；根据电网功率指令中包含的电网电能输出功率值，调整功率模块121经电压输出端口输出至负载的电网电能输出功率。本发明的技术方案中在电网和负载之间增设了电储能元件，利用电储能元件对电网进行缓冲，当负载的功率需求较小时，电储能元件可以根据电源控制模块发送的充电指令以及充电功率，根据功率模块输出的电网电能进行充电；当负载的功率需求较大时，电储能元件可以根据电源控制模块发送的放电指令以及放电功率，经功率模块进行放电以向负载供电，避免了大功率负载对电网的冲击，也降低了大功率负载对电网和电源系统的容量要求，提高电网的稳定性。在一个试验中，负载的功率需求值为32kW，应用本发明实施例的储能式电源系统后，电网输出至负载的电网电能输出功率仅为16kW，大大降低了大功率负载对电网的要求。
进一步，应该理解的是，由于各个模块的设定仅仅是为了说明本发明的系统的功能单元，这些模块对应的物理器件可以是处理器本身，或者处理器中软件的一部分，硬件的一部分，或者软件和硬件结合的一部分。因此，图中的各个模块的数量仅仅是示意性的。
本领域技术人员能够理解的是，可以对系统中的各个模块进行适应性地拆分或合并。对具体模块的这种拆分或合并并不会导致技术方案偏离本发明的原理，因此，拆分或合并之后的技术方案都将落入本发明的保护范围内。
至此，已经结合附图所示的一个实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种储能式电源系统，其特征在于，所述系统包括电源控制模块和多个换流链，每个所述换流链分别包括功率模块和电储能元件，每个所述功率模块的第一端分别与所述系统的电网端口连接，每个所述功率模块的第二端分别与所述系统的电压输出端口连接；
所述功率模块被配置成对输入至所述电网端口的电网电能进行功率转换并将所述功率转换后的电网电能输出至所述电储能元件进行充电和/或经所述电压输出端口输出至负载，以向所述负载供电；
所述电储能元件被配置成响应于接收到的充电指令，根据所述功率模块输出的电网电能进行充电，或者响应于接收到的放电指令，经所述功率模块进行放电，以向所述负载供电；
所述电源控制模块被配置成执行下列操作：
根据所述负载的功率需求值、所述电储能元件的充/放电状态以及储能量，分别确定所述电储能元件的充/放电功率指令以及所述功率模块向所述负载进行电网电能输出的电网功率指令；
根据所述充/放电功率指令中包含的充电功率值或放电功率值，分别调整所述电储能元件的充电功率或放电功率；
根据所述电网功率指令中包含的电网电能输出功率值，调整所述功率模块经所述电压输出端口输出至所述负载的电网电能输出功率。
2.根据权利要求1所述的储能式电源系统，其特征在于，
所述电压输出端口是单相电压输出端口，每个所述功率模块的第二端顺次级联形成与所述单相电压输出端口连接的级联侧端口；
或者，
所述电压输出端口是三相电压输出端口，所述三相电压输出端口包括三个单相端口；所述系统内的换流链被划分为三组换流链且每组换流链分包括多个换流链；每组换流链中的每个所述功率模块的第二端顺次级联，以分别形成与每组换流链各自对应的所述单相端口连接的级联侧端口。
3.根据权利要求1所述的储能式电源系统，其特征在于，所述功率模块包括整流电路、逆变电路和变压电路；
所述整流电路的交流侧与所述功率模块的第一端连接，所述整流电路的直流侧分别与所述逆变电路的直流侧以及所述变压电路的第一端连接；
所述逆变电路的交流侧与所述功率模块的第二端连接；
所述变压电路的第二端与所述电储能元件连接。
4.根据权利要求3所述的储能式电源系统，其特征在于，所述整流电路是基于不可控型电力电子器件构建的三相全桥整流电路，所述逆变电路是基于可控型电力电子器件构建的H桥逆变电路，所述变压电路是基于Buck-Boost电压变换电路的变压电路。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的储能式电源系统，其特征在于，所述电源控制模块包括功率指令生成单元；
所述功率指令生成单元被配置成执行下列操作：
根据所述电储能元件的充/放电状态以及储能量，确定对所述负载的功率需求值进行滑动平均滤波使用的滑动窗口；
根据所述滑动窗口对所述负载的功率需求值进行滑动平均滤波，以获取滤波后的功率值；
将所述滤波后的功率值作为电网电能输出功率值，根据所述电网电能输出功率值生成所述电网功率指令；
将所述负载的功率需求值与所述滤波后的功率值之间的功率差值作为充电功率值或放电功率值，根据所述充电功率值或所述放电功率值生成所述充/放电功率指令。
6.根据权利要求5所述的储能式电源系统，其特征在于，所述功率指令生成单元包括第一滑动窗口确定子单元、第二滑动窗口确定子单元和第三滑动窗口确定子单元；
所述第一滑动窗口确定子单元被配置成按照下式所示的方法确定对所述负载的功率需求值进行滑动平均滤波使用的滑动窗口：
Figure FDA0003054348880000021
其中，所述L(t)表示t时刻对所述负载的功率需求值进行滑动平均滤波使用的滑动窗口，所述L(t-1)表示t-1时刻对所述负载的功率需求值进行滑动平均滤波使用的滑动窗口，所述ESC(t)表示t时刻所述电储能元件的储能量，所述ESC1表示预设的储能量上限值，所述PESC(t)表示t时刻所述电储能元件的输出功率且“PESC(t)＞0”表示t时刻所述电储能元件处于放电状态，“PESC(t)＜0”表示t时刻所述电储能元件处于充电状态；所述ΔL表示预设的滑动窗口宽度且所述ΔL是整数；
所述第二滑动窗口确定子单元被配置成按照下式所示的方法确定对所述负载的功率需求值进行滑动平均滤波使用的滑动窗口：
Figure FDA0003054348880000031
其中，所述ESCO表示预设的储能量下限值；
所述第三滑动窗口确定子单元被配置成按照下式所示的方法确定对所述负载的功率需求值进行滑动平均滤波使用的滑动窗口：
L(t)＝L(t-1)，ESCO＜ESC(t)＜ESC1。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的储能式电源系统，其特征在于，所述电储能元件包括超级电容器和/或锂电池。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的储能式电源系统，其特征在于，所述系统还包括变压器，每个所述功率模块的第一端分别通过所述变压器与所述系统的电网端口连接。
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