CN114497766B - 链式储能系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种链式储能系统。所述链式储能系统包括功率变换阀组、电池阵列以及金属外壳，所述功率变换阀组包括多个功率模块，所述电池阵列包括多个电池簇模块，所述多个功率模块和所述多个电池模块均设置在所述金属外壳内；每个所述功率模块均与一个所述电池模块并联连接，所述功率模块和所述电池模块的连接点与所述金属外壳连接。本方案使得金属外壳成为整个高压带电体的一部分，避免金属外壳产生感应电荷，储能系统在高压环境下工作时，功率模块内部导电零件全部确定可靠电位，在高压环境下无悬浮点，使导电零件在高压电场内产生的感应电荷能被有效释放，防止出现放电故障，保障链式储能系统运行安全。

Description

链式储能系统

技术领域

本申请涉及高压储能技术领域，特别是涉及一种链式储能系统。

背景技术

储能系统因为具备优秀的充放电能力，已广泛应用于电网内，其独具的发电和储电双向调节作用，不但能够提高电网接纳可再生新能源并网发电的能力，而且还可以有效解决电力系统变负荷和新能源电力接入产生的问题，保持电网高效安全运行和电力供需平衡。随着大规模可再生新能源并网容量与日俱增，储能系统作为平滑可再生能源出力波动的有效设备，其接入电网的容量越来越大，电压等级也越来越高。高压级联H桥多电平变流器搭配储能电池簇所组成的链式储能系统应运而生。

通过多个低电压子单元模块的级连，使链式储能系统具备直接接入高压配电网的能力。链式储能系统无需配置常规低压储能系统中的升压变压器，降低储能系统损耗，减少设备投入以及故障隐患，提高了经济性。基于链式储能多个低电压子单元模块级连的拓扑方案，以及储能电池簇分布式的配置特点，电池能量管理系统的设计变得简单而且方便，同时也使储能系统容量扩展更加简单方便。因此链式储能系统在高压大容量储能系统领域有着特别良好的发展前景，然而目前并没有能够在高压环境下安全运行的链式储能系统。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够在高压环境下安全运行的链式储能系统。

本申请的实施例提供一种链式储能系统，包括：功率变换阀组、电池阵列以及金属外壳，所述功率变换阀组包括多个功率模块，所述电池阵列包括多个电池簇模块，所述多个功率模块和所述多个电池模块均设置在所述金属外壳内；每个所述功率模块均与一个所述电池模块并联连接，所述功率模块与所述电池模块的连接点与所述金属外壳连接。

上述的链式储能系统，将金属外壳与功率模块和电池簇模块的连接点连接，使得金属外壳成为整个高压带电体的一部分，避免金属外壳产生感应电荷，储能系统在高压环境下工作时，功率模块内部导电零件全部确定可靠电位，在高压环境下无悬浮点，使导电零件在高压电场内产生的感应电荷能被有效释放，防止出现放电故障，保障链式储能系统运行安全。

在其中一个实施例中，所述连接点包括正极连接点和负极连接点，所述正极连接点与金属外壳之间连接有第一电阻，所述负极连接点和所述金属外壳之间连接有第二电阻，所述第一电阻的阻值与所述第二电阻的阻值相等。

在其中一个实施例中，所述金属外壳包括第一金属外壳和第二金属外壳，所述功率模块、所述第一电阻以及所述第二电阻设置在所述第一金属外壳内，所述第一金属外壳与所述第一电阻和所述第二电阻的串联中点连接；所述电池簇模块包括多个储能电池，每个所述储能电池均分别设置在第二金属外壳内，所述第二金属外壳与所述连接点之间连接有第三电阻。

在其中一个实施例中，所述功率模块包括：H桥电路、直流电容、控制驱动单元、功率控制器以及驱动控制电源；所述H桥电路与所述直流电容并联连接，H桥电路的开关管与所述控制驱动单元连接，所述控制驱动单元与所述功率控制器通过光纤连接，所述控制驱动单元与所述驱动控制电源的副边侧连接；所述驱动控制电源的原边侧与所述直流电容并联。

在其中一个实施例中，还包括金属支架，所述多个储能电池设置在所述金属支架上，所述金属支架与所述第二金属外壳接触。

在其中一个实施例中，还包括储能电池簇消防系统，所述储能电池簇消防系统包括：

消防监测模块，用于获取所述电池簇模块的环境数据；

消防控制器，与所述消防监测模块连接，用于根据所述环境数据输出控制信号；

消防执行模块，与所述消防控制器连接，用于根据所述控制信号进行报警或对所述电池簇模块的储能电池执行消防动作。

在其中一个实施例中，所述储能电池簇消防系统还包括中继模块、第一光电转换模块以及第二光电转换模块，所述中继模块与所述消防监测模块、所述消防执行模块以及所述第一光电转换模块分别连接，所述第一光电转换模块与所述第二光电转换模块通过光纤连接；所述第二光电转换模块与所述消防控制器连接。

在其中一个实施例中，所述消防执行模块包括：灭火剂容器、灭火剂泵、消防管路、管路电控阀门以及消防主机；所述灭火剂容器中储存有灭火剂，所述灭火剂泵与所述灭火剂容器以及所述消防管路连接，所述灭火剂泵用于将所述灭火剂输送入所述消防管路；所述消防管路从所述灭火剂泵延伸至所述电池簇模块；所述管路电控阀门设置在所述消防管路，所述管路电控阀门用于控制所述消防管路的通断；所述消防主机分别与所述管路电控阀门、所述灭火剂泵以及所述消防控制器连接，所述消防主机用于根据所述控制信号控制所述灭火剂泵开启以及所述管路电控阀门的开启，以将所述灭火剂泵输送至所述电池簇模块的储能电池。

在其中一个实施例中，还包括电池能量管理模块，所述电池能量管理模块包括电池管理单元、第三光电转换模块、第四光电转换模块以及电池控制器；所述电池管理单元与所述第三光电转换模块连接，并用于监测所述储能电池的工作状态，所述第三光电转换模块与所述第四光电转换模块通过光纤连接，所述第四光电转换模块与所述电池控制器连接；所述电池控制器用于获取并控制所述储能电池的工作状态。

在其中一个实施例中，还包括第一绝缘支架，所述多个功率模块相互串联，所述多个功率模块均设置在所述第一绝缘支架上。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为一个实施例中链式储能系统的总体电路连接结构示意图；

图2为一个实施例中功率模块与电池簇模块的电路连接结构示意图；

图3为一个实施例中链式储能系统的整体机械结构俯视图；

图4为另一个实施例中功率模块与电池簇模块的电路连接结构示意图；

图5为一个实施例中功率模块和第一金属外壳的机械结构立体图；

图6为一个实施例中电池簇模块的机械结构立体图；

图7为一个实施例中功率变换阀组的机械结构立体图；

图8为一个实施例中消防系统的部分机械结构立体图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。此外，在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本申请的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

链式储能系统用于低压储能设备时，功率模块和电池簇模块的外壳为金属外壳，需要将金属外壳接地，使金属外壳的电位为零。在高压储能设备中，功率模块和电池簇模块的外壳依旧使用金属制作，此时如果金属外壳接地，需要使功率模块和电池簇模块的金属外壳之间保持高压所需要的电气安全距离，导致链式储能系统的体积大大增加，成本和加工难度都随之上升。若功率模块和电池簇模块的金属外壳不接地，在高压环境下，金属外壳中金属材料被电场极化，导致金属外壳相对电场产生一个电位差，当这个电位差超过一定值时，与金属框架相近的一些非同电位导体容易与其发生放电。高压环境下的放电对电池性能和安全的影响目前没有具体标准可询，只是尽量避免高压放电。另外在设备停机后，高压电场消失，金属外壳上感应所产生的电荷可能需要一定时长才能完全消散，而无法及时消散的电荷对于检修调试人员来说也存在一定的安全威胁。

由于以上原因，金属外壳既不能接地，也不能什么都不接，因此将它通过一个电阻与电池的负极相连接，使外框架金属成为整个高压带电体的一部分，这样就不会产生感应电荷，设计时考虑框架与电池簇电压一致，其绝缘距离设计，安全距离的设计都能做到有据可循。

在一个实施例中，如图1、图2、图3所示，提供了一种链式储能系统，包括功率变换阀组1、电池阵列2以及金属外壳，功率变换阀组1包括多个功率模块11，电池阵列2包括多个电池簇模块21，多个功率模块11和多个电池模块均设置在金属外壳内；每个功率模块11均与一个电池模块并联连接，功率模块11和电池模块的连接点A与金属外壳连接。

具体地，链式储能系统主要由分别接入高压电网的三相线的单元模块组成，每个单元模块均包括由多个功率模块11相互串联连接组成的功率变换阀组1以及分别与每个功率模块11并联的多个电池簇模块21。功率变换阀组1是由多个功率模块11相互串联连接组成，每个功率模块11并联一个电池簇模块21，功率模块11和电池簇模块21均设置在金属外壳内，功率模块11和电池簇模块21可设置在同一金属外壳内，也可以分别设置在多个金属外壳内。金属外壳能够保护其内部的器件不受外部坏境的影响。每个功率模块11均并联连接有一个电池簇模块21，一个功率模块11与一个电池簇模块21组成链式储能装置的一个子单元模块。将功率模块11与电池模块的连接点A与金属外壳连接，以使金属外壳与连接点A的电位相等。

上述实施例中，将金属外壳与功率模块11和电池簇模块21的连接点A连接，使得金属外壳成为整个高压带电体的一部分，避免金属外壳产生感应电荷，储能系统在高压环境下工作时，功率模块11内部导电零件全部确定可靠电位，在高压环境下无悬浮点，使导电零件在高压电场内产生的感应电荷能被有效释放，防止出现放电故障，保障链式储能系统运行安全。同时，由于功率模块和对应的电池簇模块通过负极连接线缆间接相连，保证功率模块和电池簇模块内部机械结构件电位有一定的相关性且可计算可控制。

在一个实施例中，如图4所示，连接点A包括正极连接点A1和负极连接点A2，正极连接点A1与金属外壳之间连接有第一电阻R1，负极连接点A2和金属外壳之间连接有第二电阻R2，所述第一电阻R1的阻值与所述第二电阻R2的阻值相等。

本实施例中，金属外壳与电池簇模块21并不是直接相连，金属外壳分别与正极连接点A1以及负极连接点A2之间设置第一电阻R1和第二电阻R2，且第一电阻R1的阻值与第二电阻R2的阻值相等，因此第一电阻R1与第二电阻R2的串联中点与电容的正负极之间的电压差均为电容电压的1/2，能使第一金属外壳31等电位连接后与其它带电部件的安全距离尽量小，有助于电气安全设计。

在一些实施例中，功率模块11和电池模块的负极连接点A2与金属外壳连接。

由于金属外壳中还设置有其它器件，这些器件的工作电压较低，若金属外壳连接在正极连接点A1，则金属外壳的电位较高，需要在其它器件与金属外壳之间设置隔离件，因此将金属外壳与负极连接点A2连接，降低金属外壳的电位，可不设置隔离件也能保证其它器件的正常工作。

在一个实施例中，如图4和图5所示，金属外壳包括第一金属外壳31和第二金属外壳，功率模块11、第一电阻R1以及第二电阻R2设置在第一金属外壳31内，第一金属外壳31与第一电阻R1和第二电阻R2的串联中点连接；电池簇模块21包括多个储能电池E，储能电池E设置在第二金属外壳内，第二金属外壳与连接点A之间连接有第三电阻R3。

具体地，在实际场景的设置中，由于电池簇模块21的体积较大，功率模块11与电池簇模块21是分开设置并且可能距离较远，将功率模块11与电池簇模块21中的电池采用不同的金属外壳装载。每个功率模块11均单独设置在一个第一金属外壳31内。电池簇模块21包括多个储能电池E，多个储能电池E串联连接后与功率模块11并联连接，第二金属外壳可以是多个也可以是一个，可将多个储能电池E设置在同一第二金属外壳内，也可一个储能电池E对应装入一个第二金属外壳。第二金属外壳与电池簇模块21的正极或负极连接，也即第二金属外壳与正极连接点A1或负极连接点A2，在第二金属外壳与正极连接点A1或负极连接点A2之间连接有第三电阻R3，以降低第二金属外壳的电位。这样在功率模块11与电池簇模块21的设置距离较远时可减少线缆的使用。

在一个实施例中，如图4和图5所示，功率模块11包括：H桥电路111、直流电容C、控制驱动单元112、功率控制器113以及驱动控制电源114；H桥电路111与直流电容C并联连接，H桥电路111的开关管与控制驱动单元112连接，控制驱动单元112与功率控制器113通过光纤连接，控制驱动单元112与驱动控制电源114的副边侧连接；驱动控制电源114的原边侧与直流电容C并联。

具体地，H桥电路111由四个开关管组成，开关管可以是绝缘栅双极型晶体管可控制电路通断的开关管，H桥电路111的两个桥臂的两端分别与直流电容C的两端连接，每个桥臂上的两个开关管之间的连接处与相邻的功率模块11连接。控制驱动单元112的驱动端通过排线与H桥的开关管的基极连接，控制驱动单元112的通信端通过光纤与功率控制器113连接，功率控制器113用于驱动控制驱动单元112以控制开关管的通断。驱动控制电源114为变压器，驱动控制电源114的原边侧与直流电容C并联，驱动控制电源114的副边侧与控制驱动的单元，从而驱动控制电源114可以从直流电容C获取电能，驱动控制电源114调整电压后，再将电能输出至控制驱动单元112以给控制驱动单元112供电113与112通过光纤连接。

在一个实施例中，如图6所示，还包括金属支架41，多个储能电池E设置在金属支架41上，金属支架41与第二金属外壳接触。

具体地，电池簇模块21中的储能电池E安装在金属支架41上，每个电池簇模块21采用一个金属支架41放置，金属支架41与第二金属外壳接触，即金属支架41与第二金属外壳等电位连接。从而整个电池簇模块21及其周围的金属部件均成为整个高压带电体的一部分，进一步保证链式储能系统的运行安全。

在一个实施例中，如图3、图6和图8所示，还包括储能电池簇消防系统，储能电池簇消防系统包括：消防监测模块51、消防控制器52以及消防执行模块；消防监测模块51用于获取电池簇模块21的环境数据；消防控制器52与消防监测模块51连接，用于根据环境数据输出控制信号；消防执行模块与消防控制器52连接，用于根据控制信号进行报警或对电池簇模块21的储能电池E执行消防动作。

具体地，储能电池簇消防系统是用于在电池簇模块21中的电池发生危险时进行避险动作。消防监测模块51安装在金属支架41上，用于获取储能电池E簇的环境数据，环境数据具体可包括温度数据、气体数据(如一氧化碳的浓度)以及荷电状态等，由于发生火灾后储能电池E周围的温度、气体以及其荷电状态会发生变化，环境数据的变化情况可以知道周围环境的危险情况。消防监测模块51可以由多种传感器组成，具体可根据需要监测的数据类型进行确定。消防控制器52是整个消防系统的总控制中心，其通过消防监测模块51获取环境数据，并根据环境数据进行判断当前储能电池E的环境是否有安全隐患或是否已经发生了危险情况。消防控制器52具体可根据环境数据是否超过一定阈值以确定当前的危险等级，根据危险等级控制消防执行模块采取不同的措施消除危情，例如将危险等级分为一级、二级和三级，三种等级依次对应的措施为预警、报警+声光警示、执行消防动作。消防动作指的是在发生安全问题后为解决该安全问题而采取的动作，例如，若储能电池E发生了起火情况，消防控制器52控制消防执行模块采取灭火动作。

在一个实施例中，储能电池E簇消防系统还包括中继模块54、第一光电转换模块55以及第二光电转换模块，中继模块54与消防监测模块51、消防执行模块以及第一光电转换模块55分别连接，第一光电转换模块55与第二光电转换模块通过光纤连接；第二光电转换模块与消防控制器52连接。

具体地，中继模块54是用于连接两种不同设备的模块，消防监测模块51获取环境数据后，环境数据转换成对应的电数据，中继模块54将该电数据通过第一光电转换模块55转换为光数据，光数据通过光纤传输至第二光电转换模块，第二光电转换模块又将该光数据转换成电数据输出至消防控制器52；若消防控制器52根据获取的电数据确定对消防执行模块的控制信号，则将控制信号通过第二光电转换模块、第一光电转换模块55以及中继模块54传输至消防执行模块。由于光信号传输不受高压环境的影响，保证了信号传输的稳定性，保障链式储能系统的运行安全。在一些实施例中，中继模块54、第一光电转换模块55设置在金属支架41上，第二光电转换模块靠近消防控制器52安装。

在一个实施例中，消防执行模块包括：灭火剂容器53、灭火剂泵、消防管路532、管路电控阀门533以及消防主机534；灭火剂容器53中储存有灭火剂，灭火剂泵与灭火剂容器53以及消防管路532连接，灭火剂泵用于将灭火剂输送入消防管路532；消防管路532从灭火剂泵延伸至储能电池E；管路电控阀门533设置在消防管路532，管路电控阀门533用于控制消防管路532的通断；消防主机534分别与管路电控阀门533、灭火剂泵以及消防控制器52连接，消防主机534用于根据控制信号控制灭火剂泵开启以及管路电控阀门533的开启，以将灭火剂泵输送至储能电池E。

具体地，在储能电池E产生火焰后，需要采取灭火措施，消防执行模块通过将灭火剂输送至需要灭火的储能电池E。灭火剂容器53中有灭火剂。消防管路532从灭火剂泵处开始延伸至各个储能电池E，消防管路532的布设具体是根据电池簇模块21的安装情况进行布设，可以设置多条支路532c不同的支路532c延伸至不同的储能电池E，消防管路532上的灭火剂出口对准储能电池E。管路电控阀门533是用于控制消防管路532的通断，在不使用灭火剂时可防止灭火剂挥发至储能电池E处。管路电控阀门533可以根据需要在消防管路532的不同位置设置，例如，消防管路532包括主管路532a和分管路532b，分管路532b为主管路532a的支路532c，每条分管路532b的不与主管路532a连接的一端与第二金属壳体连接，管路电控阀门533设置在主管路532a上，也可以分别设置在多个分管路532b上。若消防控制器52判断需要采取消防动作，则控制消防主机534启动灭火剂泵并打开对应的管路电控阀门533，使灭火剂从灭火剂容器53内通过消防管路532输送至储能电池E。在一些实施例中，消防执行模块还包括放气勿入警示536，用于在执行灭火动作时警示他人不要靠近。在一些实施例中，消防管路的材料采用绝缘橡胶材料。

在一个实施例中，如图3所示，消防执行模块还包括与消防主机534连接的报警器535，消防主机534还用于根据控制信号控制报警器535发出报警信息。

具体地，报警器535是用于在储能电池E的危险程度较小的情况下进行报警，可以根据危险等级的不同发出不同的报警信息，如不同的声音报警信息，或者不同颜色的灯光报警信息，或者用声音报警、灯光报警以及两者的组合形式表示不同的危险等级。在一些实施例中，报警器535为声光报警器535，可以根据不同的危险等级发出声音报警和/或灯光报警。

在一个实施例中，如图6所示，还包括电池能量管理模块，电池能量管理模块包括电池管理单元61、接线箱管理单元62、第三光电转换模块、第四光电转换模块以及电池控制器65；电池管理单元61与接线箱管理单元62连接，并用于监测并储能电池E的工作状态，接线箱管理单元62与第三光电转换模块连接，第三光电转换模块与第四光电转换模块通过光纤连接，第四光电转换模块与电池控制器65连接；电池控制器65用于获取并控制储能电池E的工作状态。

具体地，电池簇模块21的充放电控制需要通过电池能量管理模块进行控制，电池管理单元61是用于监测并获取电池簇模块21的储能电池E的运行参数。电池管理单元61的数量与储能电池E的数量相同，即每个储能电池E的运行参数均由与其对应的一个电池管理单元61监测。多个电池管理单元61相互串联后与接线箱管理单元62连接，接线箱管理单元62用于接收电池管理单元61传来的储能电池E的运行参数数据，并通过第三光电转换模块和第四光电转换模块将运行参数数据传输至电池控制器65，电池控制器65根据这些运行参数数据确定用于对储能电池E进行控制的电池操作指令，将该电池控制信号又依次经第四光电转换模块、第三光电转换模块以及接线箱管理单元62分发给电池管理单元61，电池管理单元61根据该电池操作指令控制各储能电池E的工作状态。在一些实施例中，第三光电转换模块为第一光电转换模块55，第四光电转换模块为第二光电转换模块，也就是说，第三光电转换模块与第一光电转换模块55为同一器件，第四光电转换模块与第二光电转换模块为同一器件。

在一个实施例中，接线箱管理单元62是设置在高压接线箱66内，高压接线箱66设置在金属支架41上，则高压接线箱66的箱体与金属支架41等电位连接。高压接线箱66内设有多个开关保护器件，高压接线箱66作为电池簇模块21的一次和二次对外接口装置起到接线和保护的作用。在一些实施例中，与电池簇模块21连接的第三电阻R3是设置在高压接线箱66内。在一些实施例中，电池管理单元61、高压接线箱66、第三光电转换模块设置在金属支架41上，第四光电转换模块靠近电池控制器65安装。

在一个实施例中，如图7所示，还包括第一绝缘支架42，多个功率模块11相互串联，多个功率模块11均设置在第一绝缘支架42上。

具体地，第一绝缘支架42用于安装功率模块11，由于链式储能系统的每个单元模块具有多个功率模块11，采用第一绝缘支架42同时安装多个功率模块11。多个功率模块11相互串联形成功率变换阀组1，将功率模块11设置在第一绝缘支架42上以使功率模块11与地面之间满足预设的绝缘距离，即满足标准规定的电气距离及爬电距离。第一绝缘支架42的材料采用SMC(Sheet molding compound)复合材料，该材料具有良好的绝缘、耐电弧性，能保证链式储能系统的电气安全距离满足使用需求，同时其极低的吸湿性、高阻燃性以及优异的机械性能保证了链式储能系统机械结构的稳固，保障链式储能系统运行安全。

在一个实施例中，如图6所示，还包括第二绝缘支架43，第二绝缘支架43用于支撑金属支架41以使金属支架41以及金属支架41上的电池簇模块21与地面之间满足预设的绝缘距离。第二绝缘支架43的材料采用SMC复合材料。

在一个实施例中，如图3和图6所示，由于每个功率模块11均并联连接一个电池簇模块21，因此电池簇模块21的数量与功率模块11的数量相同。电池簇模块21具有多个，每个电池簇模块21均安装在一个金属支架41上，多个金属支架41分成两排设置，两排金属支架41之间相背设置且两排金属支架41之间具有间隔，该间隔作为用于储能电池E散热的散热风道，在散热风道上部设置有风机7，风机7用于为储能电池E加速散热。在一些实施例中，多个金属支架41两两成对，每对中的两个金属支架41分别位于不同的两排，对于每对中的两个金属支架41，两个金属支架41相背设置且两个金属支架41之间具有间隔，同时采用两个第三绝缘支架44竖直设置在间隔的侧边，两个第三绝缘支架44与两个金属支架41的背部将该间隔包围形散热风道，在散热风道的上部设置风机7。第三绝缘支架44的材料采用SMC复合材料。

在一个实施例中，如图6所示，第三绝缘支架44的高度高于金属支架41，消防管路532包括主管路532a和分管路532b，主管路532a穿过第三绝缘支架44高于金属支架41的部分，固定在第三绝缘支架44上，分管路532b从主管路532a向金属支架41方向延伸并固定在金属支架41上，每个分管路532b均由管路电控阀门533控制通断，管路电控阀门533安装在金属支架41上。每个分管路532b上还具有多条支路532c，支路532c的端部与第二金属壳连接。在一些实施例中，灭火剂为不导电、不易燃且易挥发的液体，在每个支路532c的端部均设置有喷嘴537，灭火剂经过喷嘴537喷出后迅速雾化，可有效降温灭火。

在一个实施例中，还包括隔离电源8，隔离电源8为绝缘浇铸式隔离变压器，其原边副边耐压能力满足设备使用要求。隔离电源8用于给电池能量管理模块、消防系统供电，同时也用于给风机7供电，可以有效将低压供电环境与高压供电环境隔离，保证供电不受高压环境的影响。在一些实施例中，隔离电源8安装在金属支架41上。

在一个实施例中，链式储能装置是设置在预制集成式房屋9内，预制集成式房屋9为工厂预制焊接全封闭式房间，预制集成式房屋9为方体房屋，在预制集成式房屋9的外墙面上设置有工业控温装置91，工业控温装置91用于控制预制集成式房屋9中的温度。预制集成式房屋9设有可开门，并集成视频监控，照明，环境传感器，房间整体外部预留接地排。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种链式储能系统，其特征在于，包括功率变换阀组、电池阵列以及金属外壳，所述功率变换阀组包括多个功率模块，所述电池阵列包括多个电池簇模块，所述多个功率模块和多个电池模块均设置在所述金属外壳内；所述金属外壳不接地；

每个所述功率模块均与一个所述电池模块并联连接，所述功率模块和所述电池模块的连接点与所述金属外壳连接。

2.根据权利要求1所述的链式储能系统，其特征在于，所述连接点包括正极连接点和负极连接点，所述正极连接点与金属外壳之间连接有第一电阻，所述负极连接点和所述金属外壳之间连接有第二电阻，所述第一电阻的阻值与所述第二电阻的阻值相等。

3.根据权利要求2所述的链式储能系统，其特征在于，所述金属外壳包括第一金属外壳和第二金属外壳，所述功率模块、所述第一电阻以及所述第二电阻设置在所述第一金属外壳内，所述第一金属外壳与所述第一电阻和所述第二电阻的串联中点连接；所述电池簇模块包括多个储能电池，每个所述储能电池均分别设置在第二金属外壳内，所述第二金属外壳与所述连接点之间连接有第三电阻。

4.根据权利要求1所述的链式储能系统，其特征在于，所述功率模块包括：H桥电路、直流电容、控制驱动单元、功率控制器以及驱动控制电源；所述H桥电路与所述直流电容并联连接，H桥电路的开关管与所述控制驱动单元连接，所述控制驱动单元与所述功率控制器通过光纤连接，所述控制驱动单元与所述驱动控制电源的副边侧连接；所述驱动控制电源的原边侧与所述直流电容并联。

5.根据权利要求3所述的链式储能系统，其特征在于，还包括金属支架，所述多个储能电池设置在所述金属支架上，所述金属支架与所述第二金属外壳接触。

6.根据权利要求1所述的链式储能系统，其特征在于，还包括储能电池簇消防系统，所述储能电池簇消防系统包括：

消防监测模块，用于获取所述电池簇模块的环境数据；

消防控制器，与所述消防监测模块连接，用于根据所述环境数据输出控制信号；

消防执行模块，与所述消防控制器连接，用于根据所述控制信号进行报警或对所述电池簇模块的储能电池执行消防动作。

7.根据权利要求6所述的链式储能系统，其特征在于，所述储能电池簇消防系统还包括中继模块、第一光电转换模块以及第二光电转换模块，所述中继模块与所述消防监测模块、所述消防执行模块以及所述第一光电转换模块分别连接，所述第一光电转换模块与所述第二光电转换模块通过光纤连接；所述第二光电转换模块与所述消防控制器连接。

8.根据权利要求6所述的链式储能系统，其特征在于，所述消防执行模块包括：灭火剂容器、灭火剂泵、消防管路、管路电控阀门以及消防主机；所述灭火剂容器中储存有灭火剂，所述灭火剂泵与所述灭火剂容器以及所述消防管路连接，所述灭火剂泵用于将所述灭火剂输送入所述消防管路；所述消防管路从所述灭火剂泵延伸至所述电池簇模块；所述管路电控阀门设置在所述消防管路，所述管路电控阀门用于控制所述消防管路的通断；所述消防主机分别与所述管路电控阀门、所述灭火剂泵以及所述消防控制器连接，所述消防主机用于根据所述控制信号控制所述灭火剂泵开启以及所述管路电控阀门的开启，以将所述灭火剂泵输送至所述电池簇模块的储能电池。

9.根据权利要求1所述的链式储能系统，其特征在于，还包括电池能量管理模块，所述电池能量管理模块包括电池管理单元、第三光电转换模块、第四光电转换模块以及电池控制器；所述电池管理单元与所述第三光电转换模块连接，并用于监测储能电池的工作状态，所述第三光电转换模块与所述第四光电转换模块通过光纤连接，所述第四光电转换模块与所述电池控制器连接；所述电池控制器用于获取并控制所述储能电池的工作状态。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的链式储能系统，其特征在于，还包括第一绝缘支架，所述多个功率模块相互串联，所述多个功率模块均设置在所述第一绝缘支架上。

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