CN207382062U - 组合式模块化移动储能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供的一种组合式模块化移动储能系统，系统内储能系统采用模块化设计，单个拓扑结构模块或多个拓扑结构模块可以单独并联到系统运行构成EPS应急电源，当检测到电网故障或电压质量较差不能满足负载需求时，自动迅速打开静态开关，此时，系统由并网转变为孤岛运行，给负载提供380V/50Hz的交流电，保障负荷供电。拓扑结构模块也可以通过直流母线互联构成串联的移动储能系统，串联于电源与负荷之间，构成在线式UPS不间断电源，当电网故障时，自动检测电网电压并及时判定、断开静态开关，形成孤岛，继而DC/DC变流器打开，为负荷不间断供电。本实用新型可以大幅提高并联式移动储能系统的适应性，降低在线式移动UPS的成本。

Description

组合式模块化移动储能系统

技术领域

本实用新型涉及移动储能系统技术领域，尤其涉及组合式模块化移动储能系统。

背景技术

随着现代社会对电力能源的依赖性日益增强，用电需求的迅猛增长，供电质量要求越来越高，突然的断电必然会给人们的正常生活秩序和社会的正常运转造成破坏，特别是对于一级负荷中特别重要的负荷，一旦中断供电，将会造成重大的政治影响或经济损失。作为电网应急供电设备的主要力量，移动式储能电源系统具有机动灵活、技术成熟、启动迅速等诸多优点，在政治保电、城市电网应急、对抗重大自然灾害以及电力紧缺地区临时用电等中小型用电场所发挥日趋显著的作用。

一般采用柴油发电车作为应急电源，但柴油发电机启动时间长需5～ 30s，供电电压、频率波动大、效率低，只能在离网状态下做主电源运行，无法做到无缝切换，并且柴发的使用也将不可避免的带来环境和噪声污染。现在，有些机构已经研制并应用了移动式大容量储能系统作为应急电源，多以示范为主。该系统启动时间短，多为毫秒级，能够实现并/离网两种运行模式的无缝切换。同时移动式大容量储能系统既可以作为电源，又可与配电网互动，在用电低谷时充电，用电高峰时放电，达到削峰填谷、提高电能质量、整合和充分利用电能、缓解用电高峰期供电压力的目的，具有广泛的应用前景。

现有的移动储能系统按其结构可以分为两大类：并联型移动储能系统及串联型移动储能系统。第一类为单DC/AC变流器形式的，储能介质通过 DC/DC及DC/AC变流器并网，这类储能系统并联到交流母线上，可以看成一种EPS(Emergency Power Supply，紧急电力供给、应急电源)，一般响应时间为0.1到2秒，不能满足不间断负荷的要求。另一类为双DC/AC背靠背变流器结构，储能介质通过DC/DC接入到DC/AC直流侧，该系统串联接入到电网中，可以看成UPS(Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply，不间断电源)，该设备一般响应时间小于10ms，可以满足敏感负荷的要求，但其成本高、运行损耗高而且仅能运用到重要负荷保障供电这单一场景，设备经常会闲置浪费。

因此，这些现有的移动储能系统应用场景单一，且成本高，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了组合式模块化移动储能系统，用于解决现有的移动储能系统应用场景单一，且成本高的技术问题。

本实用新型实施例提供的一种组合式模块化移动储能系统，包括：两个或两个以上拓扑结构模块；

所述拓扑结构模块包括静态开关SS、开关S0.1、开关S0.2、开关S0.3、 DC/AC变流器、DC/DC变流器、储能介质、直流母线；

所述静态开关SS的第二端通过所述开关S0.3连接所述DC/AC变流器的一端，所述DC/AC变流器的另一端通过所述开关S0.2连接所述直流母线，所述直流母线连接所述DC/DC变流器的一端，所述DC/DC变流器的另一端连接所述储能介质，所述直流母线通过所述开关S0.1连接所述拓扑结构模块的直流连接端；

一个所述拓扑结构模块的静态开关SS的第二端连接另一个所述拓扑结构模块的静态开关SS的第一端。

优选地，每个所述拓扑结构模块还包括电池管理系统和智能监控系统；

所述电池管理系统连接所述储能介质；

所述智能监控系统与所述静态开关SS、所述开关S0.1、所述开关S0.2、所述开关S0.3、所述DC/AC变流器、所述DC/DC变流器、所述电池管理系统连接；

设置于不同所述拓扑结构模块的所述智能监控系统相互连接。

优选地，第一个所述拓扑结构模块的静态开关SS的第一端连接交流电网，最后一个所述拓扑结构模块的静态开关SS的第二端连接负载。

优选地，所述两个或两个以上拓扑结构模块具体为两个拓扑结构模块，分别为第一模块和第二模块；

所述第一模块包括静态开关SS1.1、开关S1.1、开关S1.2、开关S1.3、第一DC/AC变流器、第一DC/DC变流器、超级电容器、直流母线；

所述静态开关SS1.1的第二端通过所述开关S1.3连接所述第一DC/AC变流器的一端，所述第一DC/AC变流器的另一端通过所述开关S1.2连接所述直流母线，所述直流母线连接所述第一DC/DC变流器的一端，所述第一DC/DC 变流器的另一端连接所述超级电容器，所述直流母线通过所述开关S1.1连接所述第一模块的直流连接端；

所述第二模块包括静态开关SS2.1、开关S2.1、开关S2.2、开关S2.3、第二DC/AC变流器、第二DC/DC变流器、电池、直流母线；

所述静态开关SS2.1的第二端通过所述开关S2.3连接所述第二DC/AC变流器的一端，所述第二DC/AC变流器的另一端通过所述开关S2.2连接所述直流母线，所述直流母线连接所述第二DC/DC变流器的一端，所述第二DC/DC 变流器的另一端连接所述电池，所述直流母线通过所述开关S2.1连接所述第二模块的直流连接端；

所述静态开关SS1.1的第二端连接所述静态开关SS2.1的第一端。

优选地，本实用新型实施例还包括第一电池管理系统、第一智能监控系统、第二电池管理系统、第二智能监控系统；

所述第一电池管理系统连接所述超级电容器；

所述第一智能监控系统与所述静态开关SS1.1、所述开关S1.1、所述开关 S1.2、所述开关S1.3、所述第一DC/AC变流器、所述第一DC/DC变流器、所述第一电池管理系统连接；

所述第二电池管理系统连接所述电池；

所述第二智能监控系统与所述静态开关SS2.1、所述开关S2.1、所述开关 S2.2、所述开关S2.3、所述第二DC/AC变流器、所述第二DC/DC变流器、所述第二电池管理系统连接；

所述第一智能监控系统与所述第二智能监控系统相互连接。

优选地，所述静态开关SS1.1的第一端连接交流电网，所述静态开关SS2.1 的第二端连接负载。

本实用新型实施例提供的另一种组合式模块化移动储能系统，包括第三模块和第四模块；

所述第三模块包括静态开关SS3.1、开关S3.1、开关S3.2、开关S3.3、第三DC/AC变流器、第三DC/DC变流器、超级电容器、直流母线；

所述静态开关SS3.1的第二端通过所述开关S3.3连接所述第三DC/AC变流器的一端，所述第三DC/AC变流器的另一端通过所述开关S3.2连接所述直流母线，所述直流母线连接所述第三DC/DC变流器的一端，所述第三DC/DC 变流器的另一端连接所述超级电容器，所述直流母线通过所述开关S3.1连接所述第三模块的直流连接端；

所述第四模块包括静态开关SS4.1、开关S4.1、开关S4.2、开关S4.3、第四DC/AC变流器、第四DC/DC变流器、电池、直流母线；

所述静态开关SS4.1的第四端通过所述开关S4.3连接所述第四DC/AC变流器的一端，所述第四DC/AC变流器的另一端通过所述开关S4.2连接所述直流母线，所述直流母线连接所述第四DC/DC变流器的一端，所述第四DC/DC 变流器的另一端连接所述电池，所述直流母线通过所述开关S4.1连接所述第四模块的直流连接端；

所述第三模块的直流连接端连接所述第四模块的直流连接端。

优选地，本实用新型实施例还包括第三电池管理系统、第三智能监控系统、第四电池管理系统、第四智能监控系统；

所述第三电池管理系统连接所述超级电容器；

所述第三智能监控系统与所述静态开关SS3.1、所述开关S3.1、所述开关 S3.2、所述开关S3.3、所述第三DC/AC变流器、所述第三DC/DC变流器、所述第三电池管理系统连接；

所述第四电池管理系统连接所述电池；

所述第四智能监控系统与所述静态开关SS4.1、所述开关S4.1、所述开关 S4.2、所述开关S4.3、所述第四DC/AC变流器、所述第四DC/DC变流器、所述第四电池管理系统连接；

所述第三智能监控系统与所述第四智能监控系统相互连接。

优选地，所述静态开关SS3.1的第一端连接交流电网，所述静态开关SS4.1 的第二端连接负载。

从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：

本实用新型实施例提供的一种组合式模块化移动储能系统，系统内储能系统采用模块化设计，单个拓扑结构模块或多个拓扑结构模块可以单独并联到系统运行构成EPS应急电源，当检测到电网故障或电压质量较差不能满足负载需求时，自动迅速打开静态开关，此时，系统由并网转变为孤岛运行，给负载提供380V/50Hz的交流电，保障负荷供电。拓扑结构模块也可以通过直流母线互联构成串联的移动储能系统，串联于电源与负荷之间，构成在线式UPS不间断电源，当电网故障时，自动检测电网电压并及时判定、断开静态开关，形成孤岛，继而DC/DC变流器打开，为负荷不间断供电。本实用新型可以大幅提高并联式移动储能系统的适应性，降低在线式移动UPS的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种组合式模块化移动储能系统的第一个实施例的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的组合式模块化移动储能系统中的拓扑结构模块的原理图；

图3为本实用新型实施例提供的一种组合式模块化移动储能系统控制策略图；

图4为本实用新型实施例提供的一种组合式模块化移动储能系统的第二个实施例的示意图；

图5为本实用新型实施例提供的另一种组合式模块化移动储能系统的实施例的示意图；

图6为本实用新型实施例提供的另一种组合式模块化移动储能系统控制策略图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了组合式模块化移动储能系统，用于解决现有的移动储能系统应用场景单一，且成本高的技术问题。

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型实施例提供的一种组合式模块化移动储能系统的第一个实施例，本实施例采用拓扑结构模块并联到电网系统运行构成EPS应急电源，包括：两个或两个以上拓扑结构模块；

拓扑结构模块包括静态开关SS、开关S0.1、开关S0.2、开关S0.3、DC/AC 变流器、DC/DC变流器、储能介质002、直流母线；

静态开关SS的第二端通过开关S0.3连接DC/AC变流器的一端，DC/AC 变流器的另一端通过开关S0.2连接直流母线，直流母线连接DC/DC变流器的一端，DC/DC变流器的另一端连接储能介质002，直流母线通过开关S0.1连接拓扑结构模块的直流连接端；

一个拓扑结构模块的静态开关SS的第二端连接另一个拓扑结构模块的静态开关SS的第一端。

每个拓扑结构模块还包括电池管理系统BMS和智能监控系统001；

电池管理系统BMS连接储能介质002；

智能监控系统001与静态开关SS、开关S0.1、开关S0.2、开关S0.3、DC/AC 变流器、DC/DC变流器、电池管理系统BMS连接；

设置于不同拓扑结构模块的智能监控系统001相互连接。

第一个拓扑结构模块的静态开关SS的第一端连接交流电网，最后一个拓扑结构模块的静态开关SS的第二端连接负载003。

正常运行时，各个拓扑结构模块中的静态开关SS闭合，各个拓扑结构模块中的开关S0.2、开关S0.3闭合，各个拓扑结构模块中的开关S0.1闭合。

需要说明的是，图1中001表示智能监控系统，002表示储能介质，003 表示负载，BMS表示电池管理系统，DC/DC表示DC/DC变流器，开关S0.2 与开关S0.3之间的结构为DC/AC变流器，左右两个大虚线框为作为示例的两个拓扑结构模块，中间的四个点表示中间省略若干个拓扑结构模块连接。

本实用新型实施例提供的一种组合式模块化移动储能系统，包括拓扑结构模块，各个拓扑结构模块之间通过静态开关连接，形成并联结构，可作为 EPS应急电源，当组合式模块化移动储能系统检测到电网故障或电压质量较差不能满足负载需求时，自动迅速打开静态开关，此时，系统由并网转变为孤岛运行，给负载提供380V/50Hz的交流电，保障负荷供电本实用新型实施例提供的一种组合式模块化移动储能系统，系统内储能系统采用模块化设计，单个拓扑结构模块或多个拓扑结构模块可以单独并联到系统运行构成EPS应急电源，当检测到电网故障或电压质量较差不能满足负载需求时，自动迅速打开静态开关，此时，系统由并网转变为孤岛运行，给负载提供380V/50Hz 的交流电，保障负荷供电。

请参阅图2，拓扑结构模块实际上是带有直流输出接口的双向三相桥式变流器拓扑结构，如图2所示。直流侧储能介质都配置Bi Buck-Boost双向DC/DC 电路，与DC/AC直流侧电容并联运行。

双向DC/DC电路具有变流、调压功能，能量可以双向流动，实现超容及锂电池的充放电运行。通过它来连接端电压不同的两种储能元件，对每种储能设备直接控制，同时维持直流母线电压恒定；并可优化锂电池的充放电曲线，延长其使用寿命；锂电池和超级电容可以深度放电，因此其储蓄能量可以充分利用；使用DC/DC还可以使能量管理系统更加灵活配置。交流侧配置有三相静态开关，实现电源或负荷(接线方式可为电源侧或负荷侧)的快速投入或切除。

在直流母线加入扩展接口，一方面通过对DC/DC变换器的控制，将移动储能系统作为可调电压的直流电源或直流负载，可以将其应用在特定的场景如直流配网、电动汽车应急充电等；此外，多模块通过扩展接口连接，通过 DC/DC及DC/AC变流器灵活控制，可以构成背靠背储能系统。

图2中可以看出，静态开关为(稳压)二极管反并联的结构。

采用该拓扑结构是可以实现移动储能系统在配用电多场景的应用。主要是作为多模块构成并联型移动储能系统(第一个实施例和第二个实施例)及双模块构成串联型移动储能系统(UPS)(另一种组合式模块化移动储能系统的实施例)。

各个拓扑结构模块并联在交流母线上，该系统可以根据需求实现多场景的应用：

1、作为EPS应急电源。当模块化储能系统检测到电网故障或电压质量较差不能满足负载需求时，自动迅速打开第一个拓扑结构模块的静态开关SS(连接交流电网的静态开关SS)，此时，系统由并网转变为孤岛运行。多模块立即由PQ电流源并网运行模式转变为V/F电压源运行模式，给负载提供 380V/50Hz的交流电，保障负荷供电。但是，该模式有一定的切换时间(0.1 到2秒)，不能保障重要负荷的不间断供电。

2、可广泛应用到其他应用场景。此外，可以根据需求选择不同的应用场景，比如削峰填谷、分时电价、平滑出力等场景。本文不做详细介绍。

请参阅图3，本实用新型实施例提供的一种组合式模块化移动储能系统控制策略如图3所示。该系统主要实现负荷的应急电源功能，系统运行后，通过传感器判定电网电压是否正常(失压、电压跌落、三相不平衡、谐波等)，若电网状态正常，SS静态开关闭合(连接交流电网的静态开关SS闭合)，构成并网系统。

此时，根据检测储能介质SOC，若小于20％，则进入并网充电模式：模块的AC/DC变流器工作于并网整流模式，采用PQ控制策略，变流器输出电流内环控制，直流母线电压外环控制，DC/DC变流器工作于Buck状态，采用恒流限压控制。

若SOC大于20％，则可进入放电模式：可以根据场景选择多种应用，首先当选择待机备用时，应保证储能处于高电位，若SOC大于80％则立即待机备用，若SOC小于80％则进入充电模式：模块的AC/DC变流器工作于并网整流模式，采用PQ控制策略，变流器输出电流内环控制，直流母线电压外环控制，DC/DC变流器工作于Buck状态，采用恒流限压控制。

当选择除了待机备用之外的其他应用时，系统会根据应用场景计算输出电流指令值(不同场景指令值不同)，然后根据指令系统进入并网放电模式或并网充电模式。并网放电模式为：AC/DC工作于并网逆变模式，采用PQ控制策略，直流母线电压外环，输出电流内环控制，DC/DC变流器工作于Boost 状态，恒流源控制。并网充电模式为：模块的AC/DC变流器工作于并网整流模式，采用PQ控制策略，变流器输出电流内环控制，直流母线电压外环控制， DC/DC变流器工作于Buck状态，采用恒流限压控制。

若电网状态异常，SS静态开关打开(连接交流电网的静态开关SS打开)，构成离网系统。此时，检测储能SOC，若SOC大于20％，系统进入离网放电模式：AC/DC工作在离网逆变状态，采用V/F控制策略，交流母线电压外环控制，直流母线电流内环控制。若SOC小于20％，立即进入报警状态，继续进入离网放电模式。

以上是对本实用新型实施例提供的一种组合式模块化移动储能系统的第一个实施例进行详细的描述，以下将对本实用新型实施例提供的一种组合式模块化移动储能系统的第二个实施例进行详细的描述。

请参阅图4，本实用新型实施例提供的一种组合式模块化移动储能系统的第二个实施例，本实施例采用拓扑结构模块并联到电网系统运行构成EPS应急电源，包括：第一模块10和第二模块20；

第一模块10包括静态开关SS1.1、开关S1.1、开关S1.2、开关S1.3、第一DC/AC变流器、第一DC/DC变流器、超级电容器101、直流母线；

静态开关SS1.1的第二端通过开关S1.3连接第一DC/AC变流器的一端，第一DC/AC变流器的另一端通过开关S1.2连接直流母线，直流母线连接第一 DC/DC变流器的一端，第一DC/DC变流器的另一端连接超级电容器101，直流母线通过开关S1.1连接第一模块10的直流连接端；

第二模块20包括静态开关SS2.1、开关S2.1、开关S2.2、开关S2.3、第二DC/AC变流器、第二DC/DC变流器、电池202、直流母线；

静态开关SS2.1的第二端通过开关S2.3连接第二DC/AC变流器的一端，第二DC/AC变流器的另一端通过开关S2.2连接直流母线，直流母线连接第二DC/DC变流器的一端，第二DC/DC变流器的另一端连接电池202，直流母线通过开关S2.1连接第二模块20的直流连接端；

静态开关SS1.1的第二端连接静态开关SS2.1的第一端。

本实用新型实施例还包括第一电池管理系统10BMS、第一智能监控系统101、第二电池管理系统20BMS、第二智能监控系统201；

第一电池管理系统10BMS连接超级电容器102；

第一智能监控系统101与静态开关SS1.1、开关S1.1、开关S1.2、开关 S1.3、第一DC/AC变流器、第一DC/DC变流器、第一电池管理系统10BMS 连接；

第二电池管理系统20BMS连接电池202；

第二智能监控系统201与静态开关SS2.1、开关S2.1、开关S2.2、开关 S2.3、第二DC/AC变流器、第二DC/DC变流器、第二电池管理系统20BMS 连接；

第一智能监控系统101与第二智能监控系统201相互连接。

静态开关SS1.1的第一端连接交流电网，静态开关SS2.1的第二端连接负载003。

正常运行时，静态开关SS1.1和SS2.1闭合，开关S1.2、S2.2、S1.3、S2.3 闭合，开关S1.1和开关S2.1闭合。

本实用新型实施例提供的一种组合式模块化移动储能系统的第二个实施例的控制策略与第一个实施例基本相同，此处不再赘述。

以上是对本实用新型实施例提供的一种组合式模块化移动储能系统的第二个实施例进行详细的描述，以下将对本实用新型实施例提供的另一种组合式模块化移动储能系统的实施例进行详细的描述。

请参阅图5，本实用新型实施例提供的另一种组合式模块化移动储能系统的实施例，本实施例采用两个拓扑结构模块串联于电源与负荷之间，构成在线式UPS不间断电源，包括第三模块30和第四模块40；

第三模块30包括静态开关SS3.1、开关S3.1、开关S3.2、开关S3.3、第三DC/AC变流器、第三DC/DC变流器、超级电容器302、直流母线；

静态开关SS3.1的第二端通过开关S3.3连接第三DC/AC变流器的一端，第三DC/AC变流器的另一端通过开关S3.2连接直流母线，直流母线连接第三 DC/DC变流器的一端，第三DC/DC变流器的另一端连接超级电容器302，直流母线通过开关S3.1连接第三模块30的直流连接端；

第四模块40包括静态开关SS4.1、开关S4.1、开关S4.2、开关S4.3、第四DC/AC变流器、第四DC/DC变流器、电池402、直流母线；

静态开关SS4.1的第四端通过开关S4.3连接第四DC/AC变流器的一端，第四DC/AC变流器的另一端通过开关S4.2连接直流母线，直流母线连接第四 DC/DC变流器的一端，第四DC/DC变流器的另一端连接电池402，直流母线通过开关S4.1连接第四模块40的直流连接端；

第三模块30的直流连接端连接第四模块40的直流连接端。

本实用新型实施例还包括第三电池管理系统30BMS、第三智能监控系统 301、第四电池管理系统40BMS、第四智能监控系统401；

第三电池管理系统30BMS连接超级电容器302；

第三智能监控系统301与静态开关SS3.1、开关S3.1、开关S3.2、开关S3.3、第三DC/AC变流器、第三DC/DC变流器、第三电池管理系统30BMS 连接；

第四电池管理系统40BMS连接电池402；

第四智能监控系统401与静态开关SS4.1、开关S4.1、开关S4.2、开关 S4.3、第四DC/AC变流器、第四DC/DC变流器、第四电池管理系统40BMS 连接；

第三智能监控系统301与第四智能监控系统401相互连接。

静态开关SS3.1的第一端连接交流电网，静态开关SS4.1的第二端连接负载003。

正常运行时，第三模块30的超级电容器302及第四模块40的电池402 处于SOC>80％的状态，第三DC/DC变流器和第四DC/DC变流器关闭，此时电网首先经过第三模块30整流成直流电，第四模块40再逆变出380V/50Hz 交流电供给负荷；

当电网故障时，第三模块30通过检测电网电压及时判定并断开静态开关 SS3.1，形成孤岛，继而第三DC/DC变流器和第四DC/DC变流器打开，第三模块30的超级电容器302响应较快迅速给负荷供电，短时间内形成较稳定的交流电压，第四模块40的锂电池402容量较大，给负荷提供较长时间的电力供应。

正常运行时，静态开关SS3.1和SS4.1闭合，S3.2、S4.2、S3.3、S4.3闭合，S3.1和S4.1闭合。

本实用新型实施例提供的另一种组合式模块化移动储能系统，包括两个拓扑结构模块，两个拓扑结构模块通过直流连接端连接，形成串联结构，当电网故障时，自动检测电网电压并及时判定、断开静态开关，形成孤岛，继而DC/DC变流器打开，为负荷供电。拓扑结构模块通过直流母线互联构成串联的移动储能系统，串联于电源与负荷之间，构成在线式UPS不间断电源，当电网故障时，自动检测电网电压并及时判定、断开静态开关，形成孤岛，继而DC/DC变流器打开，为负荷不间断供电。本实用新型可以大幅提高并联式移动储能系统的适应性，降低在线式移动UPS的成本。

第三模块30及第四模块40直流侧扩展结构(直流连接端)具体通过直流线轮连接。

此时，两个模块构成背靠背变流器，储能介质通过DC/DC变流器并联接入到背靠背变流器的直流母线上，该系统串联接入电网及重要负荷之间组成在线式UPS。

正常运行时，第三模块30的超级电容器302及第四模块40的电池402 处于SOC>80％的状态，DC/DC关闭，此时电网首先经过第三模块30整流成直流电，第四模块40再逆变出380V/50Hz交流电供给负荷。当电网故障时，第三模块30通过检测电网电压及时判定并断开静态开关SS3.1，形成孤岛，继而DC/DC打开，第三模块30的超级电容器302响应较快迅速给负荷供电，短时间内形成较稳定的交流电压，第四模块40的锂电池402容量较大，给负荷提供较长时间的电力供应。

该运行方式下，系统响应时间非常快，基本可小于10ms，可保证重要负荷的不间断供电，可以应用在军事保电、政治保电、重要会议及重要活动保电等场景。

本实用新型实施例提供过的另一种组合式模块化移动储能系统控制策略如图6所示(图6中的1#模块为第三模块，2#模块为第四模块)。该系统主要实现负荷的不间断供电。

通过传感器判定电网电压是否正常(失压、电压跌落、三相不平衡、谐波等)，若电网状态正常，第三模块静态开关SS3.1闭合。

检测第三模块30和第四模块40储能SOC，若小于80％则进入并网充电模式。第三模块AC/DC为并网整流模式，AC/DC采用PQ控制策略，变流器输出电流内环控制，直流母线电压外环控制。第三模块及第四模块的DC/DC 变流器工作在Buck模式，采用恒流限压模式充电。第四模块AC/DC变流器工作在逆变模式，采用VF控制：交流母线电压外环控制，直流母线电流内环控制。该运行方式下，第三AC/DC变流器功率大于第四AC/DC变流器，用于给储能充电。

若SOC≥80％，则储能处于高电位。此时，第三模块AC/DC为并网整流模式，AC/DC变流器采用PQ控制策略，变流器输出电流内环控制，直流母线电压外环控制。第四模块的AC/DC变流器工作在逆变模式，采用VF控制策略，交流母线电压外环控制，直流母线电流内环控制。关闭第三DC/DC变流器及第四DC/DC变流器。这种运行方式下，第三AC/DC变流器功率等于第四AC/DC变流器，用于给负载供能。

若判定电网电压异常，则立即打开第三模块静态开关SS3.1。此时，关闭第三AC/DC变流器，打开第三模块DC/DC变流器，恒流源控制，工作在Boost 状态，第四模块AC/DC工作持续工作在逆变模式，采用VF控制：交流母线电压外环控制，直流母线电流内环控制，利用第三模块超级电容器快速响应的特点快速逆变出380V/50Hz电压，快速给负载供电。打开第四模块DC/DC 变流器，恒流源控制，工作在Boost状态，锂电池组投入运行，给负载提供大容量电力储备。

这种工作模式下，第四模块的AC/DC变流器一直工作在V/F逆变模式，可以持续稳定的给负载提供电力，因此响应时间基本可小于10ms，可保证重要负荷的不间断供电。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种组合式模块化移动储能系统，其特征在于，包括：两个或两个以上拓扑结构模块；

所述拓扑结构模块包括静态开关SS、开关S0.1、开关S0.2、开关S0.3、DC/AC变流器、DC/DC变流器、储能介质、直流母线；

所述静态开关SS的第二端通过所述开关S0.3连接所述DC/AC变流器的一端，所述DC/AC变流器的另一端通过所述开关S0.2连接所述直流母线，所述直流母线连接所述DC/DC变流器的一端，所述DC/DC变流器的另一端连接所述储能介质，所述直流母线通过所述开关S0.1连接所述拓扑结构模块的直流连接端；

一个所述拓扑结构模块的静态开关SS的第二端连接另一个所述拓扑结构模块的静态开关SS的第一端。

2.根据权利要求1所述的一种组合式模块化移动储能系统，其特征在于，每个所述拓扑结构模块还包括电池管理系统和智能监控系统；

所述电池管理系统连接所述储能介质；

所述智能监控系统与所述静态开关SS、所述开关S0.1、所述开关S0.2、所述开关S0.3、所述DC/AC变流器、所述DC/DC变流器、所述电池管理系统连接；

设置于不同所述拓扑结构模块的所述智能监控系统相互连接。

3.根据权利要求1所述的一种组合式模块化移动储能系统，其特征在于，第一个所述拓扑结构模块的静态开关SS的第一端连接交流电网，最后一个所述拓扑结构模块的静态开关SS的第二端连接负载。

4.根据权利要求1所述的一种组合式模块化移动储能系统，其特征在于，所述两个或两个以上拓扑结构模块具体为两个拓扑结构模块，分别为第一模块和第二模块；

所述第一模块包括静态开关SS1.1、开关S1.1、开关S1.2、开关S1.3、第一DC/AC变流器、第一DC/DC变流器、超级电容器、直流母线；

所述静态开关SS1.1的第二端通过所述开关S1.3连接所述第一DC/AC变流器的一端，所述第一DC/AC变流器的另一端通过所述开关S1.2连接所述直流母线，所述直流母线连接所述第一DC/DC变流器的一端，所述第一DC/DC 变流器的另一端连接所述超级电容器，所述直流母线通过所述开关S1.1连接所述第一模块的直流连接端；

所述第二模块包括静态开关SS2.1、开关S2.1、开关S2.2、开关S2.3、第二DC/AC变流器、第二DC/DC变流器、电池、直流母线；

所述静态开关SS2.1的第二端通过所述开关S2.3连接所述第二DC/AC变流器的一端，所述第二DC/AC变流器的另一端通过所述开关S2.2连接所述直流母线，所述直流母线连接所述第二DC/DC变流器的一端，所述第二DC/DC变流器的另一端连接所述电池，所述直流母线通过所述开关S2.1连接所述第二模块的直流连接端；

所述静态开关SS1.1的第二端连接所述静态开关SS2.1的第一端。

5.根据权利要求4所述的一种组合式模块化移动储能系统，其特征在于，还包括第一电池管理系统、第一智能监控系统、第二电池管理系统、第二智能监控系统；

所述第一电池管理系统连接所述超级电容器；

所述第一智能监控系统与所述静态开关SS1.1、所述开关S1.1、所述开关S1.2、所述开关S1.3、所述第一DC/AC变流器、所述第一DC/DC变流器、所述第一电池管理系统连接；

所述第二电池管理系统连接所述电池；

所述第二智能监控系统与所述静态开关SS2.1、所述开关S2.1、所述开关S2.2、所述开关S2.3、所述第二DC/AC变流器、所述第二DC/DC变流器、所述第二电池管理系统连接；

所述第一智能监控系统与所述第二智能监控系统相互连接。

6.根据权利要求4所述的一种组合式模块化移动储能系统，其特征在于，

所述静态开关SS1.1的第一端连接交流电网，所述静态开关SS2.1的第二端连接负载。

7.另一种组合式模块化移动储能系统，其特征在于，包括第三模块和第四模块；

所述第三模块包括静态开关SS3.1、开关S3.1、开关S3.2、开关S3.3、第三DC/AC变流器、第三DC/DC变流器、超级电容器、直流母线；

所述静态开关SS3.1的第二端通过所述开关S3.3连接所述第三DC/AC变流器的一端，所述第三DC/AC变流器的另一端通过所述开关S3.2连接所述直流母线，所述直流母线连接所述第三DC/DC变流器的一端，所述第三DC/DC变流器的另一端连接所述超级电容器，所述直流母线通过所述开关S3.1连接所述第三模块的直流连接端；

所述第四模块包括静态开关SS4.1、开关S4.1、开关S4.2、开关S4.3、第四DC/AC变流器、第四DC/DC变流器、电池、直流母线；

所述静态开关SS4.1的第四端通过所述开关S4.3连接所述第四DC/AC变流器的一端，所述第四DC/AC变流器的另一端通过所述开关S4.2连接所述直流母线，所述直流母线连接所述第四DC/DC变流器的一端，所述第四DC/DC变流器的另一端连接所述电池，所述直流母线通过所述开关S4.1连接所述第四模块的直流连接端；

所述第三模块的直流连接端连接所述第四模块的直流连接端。

8.根据权利要求7所述的另一种组合式模块化移动储能系统，其特征在于，还包括第三电池管理系统、第三智能监控系统、第四电池管理系统、第四智能监控系统；

所述第三电池管理系统连接所述超级电容器；

所述第三智能监控系统与所述静态开关SS3.1、所述开关S3.1、所述开关S3.2、所述开关S3.3、所述第三DC/AC变流器、所述第三DC/DC变流器、所述第三电池管理系统连接；

所述第四电池管理系统连接所述电池；

所述第四智能监控系统与所述静态开关SS4.1、所述开关S4.1、所述开关S4.2、所述开关S4.3、所述第四DC/AC变流器、所述第四DC/DC变流器、所述第四电池管理系统连接；

所述第三智能监控系统与所述第四智能监控系统相互连接。

9.根据权利要求7所述的另一种组合式模块化移动储能系统，其特征在于，

所述静态开关SS3.1的第一端连接交流电网，所述静态开关SS4.1的第二端连接负载。