CN218335341U - 一种电力储能系统及其子系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电力储能系统及其子系统，电力储能系统，包括单相或三相电路，每相电路包括多个子系统，子系统包括：电池组，由N节储能电池串联得到；功率转换电路，连接在电网和电池组之间，用于匹配电池组和电网；电池均衡模块用于监测每节储能电池的工作状态，以及响应均衡控制信号均衡控制电池组内各电池的电能；控制器用于输出均衡控制信号，以在子系统内部均衡电池组内各电池的电能；控制系统分别与各个子系统中的控制器信号连接，以使各个子系统通过各自的控制器响应控制系统的控制。提高了各个子系统的控制可靠性；采用两级控制结构，提高了控制准确度、响应速度，为电力储能系统控制的可靠性带来了保障。

Description

一种电力储能系统及其子系统

技术领域

本实用新型涉及储能技术领域，具体涉及一种电力储能系统及其子系统。

背景技术

在现有的电力储能系统中，大多采用多个串并回路组成的集中式电池组，串联的电池数量较多，因此，个别电池的缺陷可能会导致整个电池组故障，甚至使储能系统燃烧爆炸，电池的寿命和安全性存在重大隐患。各节电池保持在满容量的10％到90％之间，深度放电或过度充电会大大缩短电池的有效使用寿命。为了应对深度放电或过度充电，通常要求提供欠压保护(Under Voltage Protection，UVP)和过压保护(Over Voltage Protection，OVP)电路，以帮助防止出现这些情况。

对于串联了多节电池的电池组，当容量最低(能储的电荷少)的电池达到OVP阈值时，将停止整个电池组的充电过程，而此时，其它电池尚未充满电，并且电池储能没有达到最大允许的容量；同样，当最低充电量的电池达到UVP限值时，整个电池组停止工作，而此时，电池组中仍然有能量可为系统供电，但是出于安全原因，不能继续使用电池组。由此可见，对于串联了多节电池的电池组，电池组中最弱的电池支配着整个电池组的性能。

此外，当前的储能系统的电池往往需要400-500节电池串联，对于电力储能系统的控制，如此多的串联电池数量导致常规的均衡电路(一般只能连接和均衡十多节电池)无法实现每一节电池间电量的有效均衡。现有技术中，通常整个电力储能系统共用同一个控制器，也就是，级联了多个储能模块的系统中，由同一个控制器对储能模块的开关管进行控制。然而，对于例如三相电路，其包含了至少三个桥臂，每个桥臂又级联了许多储能模块，并且每个储能模块都包含了多个开关管，因此，在较大数量的开关管作为被控对象的前提下，通过同一个控制器来进行控制，其会带来如下两方面的问题：一方面，由于被控对象庞杂，因此，会带来控制不可靠的问题；另一方面，由于被控对象太多，并且不同模块之间可能有时序要求，因此，也会影响控制时效以及控制准确度问题。

因此，如何改善控制准确度、提高控制可靠性成为亟待解决的技术问题。

实用新型内容

基于上述现状，本实用新型的主要目的在于提供一种电力储能系统及其子系统，以改善控制准确度、提高控制可靠性。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

第一方面，本实用新型实施例公开了一种电力储能系统，包括单相或三相电路，每相电路包括多个子系统，多个子系统通过各自的级联侧顺次级联，每个子系统包括：

电池组，由N节储能电池串联得到，N大于等于2；电池组用于存储电网向电池组输出的电能，以及向电网输出电能；

功率转换电路，连接在电网和电池组之间，用于匹配电池组和电网，其中，功率转换电路的连接电网的一侧为子系统的级联侧；

电池均衡模块，连接至电池组，电池均衡模块用于监测每节储能电池的工作状态，以及响应均衡控制信号均衡控制电池组内各电池的电能；

控制器，与功率转换电路和电池均衡模块均连接，用于输出均衡控制信号，以在子系统内部均衡电池组内各电池的电能；

电力储能系统还包括控制系统，控制系统分别与各个子系统中的控制器信号连接，以使各个子系统通过各自的控制器响应控制系统的控制。

可选地，电池均衡模块包括：互感线圈、第一开关单元和第二开关单元；

互感线圈的初级线圈的一端连接至对应储能电池的正极，初级线圈的另一端经由第二开关单元连接至对应储能电池的负极；互感线圈的次级线圈的一端连接至对应储能电池所在电池组的正极，另一端经由第一开关单元连接至所在电池组的负极；

第一开关单元和第二开关单元响应均衡控制信号导通，以使对应储能电池的电能经由互感线圈的初级线圈、次级线圈传送给对应储能电池所在的电池组。

可选地，功率转换电路包括：桥式变流器和充放电控制单元；

桥式变流器由多个晶体管形成，桥式变流器的一侧为级联侧，用于将子系统串接于多个子系统中；桥式变流器的另一侧为直流侧，分别连接至充放电控制单元的两端；直流侧的两端分别连接储能电容的一端和另一端；

充放电控制单元包括：第一切换晶体管、第二切换晶体管和第一电感；

第一切换晶体管的第二极和第二切换晶体管的第一极连接，该连接点连接第一电感的第一端；

第二切换晶体管的第二极连接至桥式变流器的负极端和电池组的负极端；

第一切换晶体管的第一极连接至桥式变流器的直流正极端和电池组的正极端中的一个，第一电感的第二端连接至桥式变流器的直流正极端和电池组的正极端中的另一个；

第一切换晶体管的控制极和第二切换晶体管的控制极与控制器相连。

可选地，功率转换电路包括：M个并联的充放电控制单元，M≥2，每个充放电控制单元的工作相位依次相差360°/M；

各个第一切换晶体管的第一极并联；

各个第二切换晶体管的第二极并联；

各个第一电感的第二端并联。

可选地，第一切换晶体管的第一极连接至桥式变流器的直流正极端；

第一电感的第二端连接至电池组的正极端。

可选地，功率转换电路还包括：

电容，连接在第一电感的第二端和第二切换晶体管的第二极之间；

第二电感，串联在第一电感的第二端和电池组的正极端之间。

可选地，第一切换晶体管的第一极连接至电池组的正极端；

第一电感的第二端连接至桥式变流器的直流正极端。

可选地，功率转换电路还包括：

电容，连接在第一电感的第二端和第二切换晶体管的第二极之间；

第二电感，串联在第一电感的第二端和桥式变流器的正极端之间。

可选地，子系统还包括：

温度检测模块，与电池组和控制器连接，温度检测模块用于分别监测每节储能电池的温度；

控制器还用于响应温度检测模块输出的温度检测信号向功率转换电路输出旁路信号，以隔离电网和电池组。

可选地，电力储能系统为单相或三相电路储能系统，其中，功率转换电路基于全桥变流器实现；

每相电路包括一个顺次级联了多个子系统的桥臂，其中，每个子系统级联侧的两个交流接入端分别与相邻的子系统级联侧的两个交流接入端串联；首个子系统的第一端连接交流电网的一相接入点，多个子系统之间和/或首个子系统的第一端与交流电网的接入点之间串联有至少一个电抗器；末个子系统的第二端连接交流电网的中性接入点；

或者，电力储能系统为三相电路储能系统，其中，功率转换电路基于半桥变流器或基于全桥变流器实现；述电力储能系统还包括：

直流电网正极端；

直流电网负极端；

每相电路包括上桥臂和下桥臂，上桥臂和下桥臂级联的子系统数量相同，其中：

在上桥臂中，每个子系统的级联侧的两个交流接入端分别与相邻的子系统级联侧的两个交流接入端串联；自交流电网向直流电网正极端，首个子系统的第二端连接交流电网的一相接入点，上桥臂中的多个子系统之间和/或首个子系统的第二端与交流电网的接入点之间串联有至少一个电抗器；末个子系统的第一端连接直流电网正极端；

在下桥臂中，每个子系统的级联侧的两个交流接入端分别与相邻的子系统级联侧的两个交流接入端串联；自交流电网向直流电网负极端，首个子系统的第一端连接交流电网的一相接入点，下桥臂中的多个子系统之间和/或首个子系统的第一端与交流电网的接入点之间串联有至少一个电抗器；末个子系统的第二端连接直流电网负极端。

第二方面，本实用新型实施例公开了一种电力储能子系统，用于形成电力储能系统，电力储能子系统为根据上述第一方面公开的电力储能系统中的子系统。

【有益效果】

依据本实用新型实施例公开的一种电力储能系统及其子系统，电力储能系统包括单相或三相电路，每相电路包括多个子系统，多个子系统通过各自的级联侧顺次级联，每个子系统包括：电池组，由N节储能电池串联得到，N大于等于2；电池组用于存储电网向电池组输出的电能，以及向电网输出电能；功率转换电路，连接在电网和电池组之间，用于匹配电池组和电网，其中，功率转换电路的连接电网的一侧为子系统的级联侧；由此实现了电力储能系统的级联结构。而电池均衡模块连接至电池组，用于监测每节储能电池的工作状态，以及响应均衡控制信号均衡控制电池组内各电池的电能；控制器，与功率转换电路和电池均衡模块均连接，用于输出均衡控制信号，以在子系统内部均衡电池组内各电池的电能，各个子系统可以通过各自的控制器独立进行电池均衡控制，充分发挥了电池组的容量，避免容量浪费。并且，控制系统分别与各个子系统中的控制器信号连接，以使各个子系统通过各自的控制器响应控制系统的控制，也就是，相对于现有技术中的电力储能系统，本申请的电力储能系统采用了控制系统加配置控制器的子系统的整体系统架构，实现了由控制系统统筹控制各个子系统，又兼顾了每个子系统被独立控制，提高了各个子系统的控制可靠性；相对于通过一个控制器来控制整个电力储能系统的方式，本申请采用两级控制结构，使得子系统可以被专门的控制器进行控制，从而提高控制准确度、响应速度，为电力储能系统控制的可靠性带来了保障。

本实用新型的其他有益效果，将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述，本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍，应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。

附图说明

以下将参照附图对本实用新型实施例进行描述。图中：

图1为本实施例公开的一种基于全桥变流器实现的电力储能系统结构示意图；

图2为本实施例公开的基于半桥变流器实现的电力储能系统结构示意图；

图3为本实施例公开的一种用于形成电力储能系统的子系统电路结构示意图；

图4为本实施例公开的一种功率转换电路原理示意框图；

图5为本实施例公开的一种全桥变流器电路结构示意图；

图6为本实施例公开的一种半桥变流器电路结构示意图；

图7和图8为本实施例公开的一种充放电控制单元结构示意图，其中，图7适用于降压型，图8适用于升压型；

图9和图10为本实施例公开的另一种功率转换电路结构示意图，其中，图9适用于降压型，图10适用于升压型；

图11为本实施例公开的又一种功率转换电路实施例电路结构示意图；

图12为本实施例公开的一种M个充放电控制单元电流叠加过程示意图；

图13为本实施例公开的一种复用器件的功率转换电路结构示意图；

图14为本实施例公开的一种释放型电池均衡模块电路结构示意图；

图15为本实施例公开的一种分流型电池均衡模块电路结构示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分，为了避免混淆本实用新型的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，所称晶体管可以是MOS管，也可以是IGBT管等具有开关功能的三极管；对于MOS管，控制极为栅极，在第一极作为例如漏极时，第二极为源极，其中，第一极和第二极可以相互置换；对于IGBT管，控制极为基极，在第一极作为例如集电极时，第二极为发射极，其中，第一极和第二极可以相互置换。

为了改善控制准确度、提高控制可靠性，本实施例公开了一种电力储能系统，包括单相或三相电路，每相电路包括多个子系统，多个子系统通过各自的级联侧顺次级联。具体地，以电力储能系统包括三相电路为例：

请参考图1，为本实施例公开的一种基于全桥变流器实现的电力储能系统结构示意图，在该电力储能系统中，基于全桥变流器实现三相电路电力储能系统，每相电路包括多个子系统，多个子系统通过各自的级联侧顺次级联形成一相电路的桥臂，具体地，该电力储能系统包括顺次级联的多个子系统100、电抗器200(位置和数量可变)、控制系统300和监测器400，当电力储能系统采用全桥电路进行变流时，每相电路由多个子系统100级联后与交流电网的A、B、C相的接入点连接。具体地，每个子系统级联侧的两个交流接入端h1、h2分别与相邻的子系统级联侧的两个交流接入端h1、h2串联，级联后的两端形成电网连接端，一端连接交流电网的一相接入点，另一端连接交流电网的中性接入点。多个子系统之间和/或首个子系统的第一端h1与交流电网的接入点之间串联有至少一个电抗器200，如图1所示，示意了首个子系统的第一端h1与交流电网的接入点之间串联有至少一个电抗器200，靠近电网侧的首个子系统的h1作为交流接入端经过至少一个电抗器200与交流电网的一相接入点连接；在其它实施例中，也可以在多个子系统之间串联有至少一个电抗器200；末个子系统的第二端h2作为交流接入端与交流电网的中性接入点连接。

请参考图1，在具体实施过程中，还可以通过监测器400来监测三相电路的充放电电流、电压以及电池温度，以决定储能系统输出的电压和电流，在具体实施过程中，监测器400中的部分模块或全部模块可以分散到各个子系统中。

示例性的，储能系统向电网进行放电，可以根据每相电路需要输出交流电压的值选择性控制多个子系统的输出不同的可选电压值(+U_{子系统电容电压}、0、-U_{子系统电容电压})，其中，U_{子系统电容电压}是指子系统中储能电容两端的电压，多个子系统即可叠加出每相电路的输出电压，实现储能系统与交流电网直接的功率交换。假设某一时刻储能系统向电网进行放电，此时每个子系统输出电压为24V，而交流电网中某相所需的输入电压为240V，则可以控制该相中接入系统的子系统数量为10，其余子系统处于旁路状态，则该相级联电路即可输出相应的电压值。交流电网向储能系统进行充电时的原理同放电时类似，此处不再详细说明。

在具体实施例中，电力储能系统中的各个子系统可以通过控制系统300进行统一协调控制。具体地，各个子系统配置控制器，控制系统300与每个子系统可以通过通信接口通信，从而使得控制系统300与各个子系统100中的控制器进行数据交互，控制系统300根据监测器400的电压电流监测结果控制每个子系统100接入储能系统中进行储能、释放能量，或者从储能系统中旁路。由此，实现了控制系统与子系统中控制器的二级控制结构，在统筹控制的同时，兼顾了各个子系统的独立控制。此外，基于控制器与控制系统的数据交互来实现子系统的控制，可以提高各个子系统的控制响应速度，提高控制准确度。

需要说明的是，在具体实施过程中，可以依据实际需要来确定桥臂数量。

请参考图2，为本实施例公开的基于半桥变流器实现的电力储能系统结构示意图，相对于图1而言，图2所示的三相电路电力储能系统桥式变流器为半桥变流器或全桥变流器；该电力储能系统包括了直流电网正极端DC+和直流电网负极端DC-；每相电路中子系统的级联方式与图1不同，具体而言，每相单路中，包括上桥臂和下桥臂两个级联桥臂，上桥臂和下桥臂中级联了数量相同的子系统100，在上下桥臂中，均分别串联了至少一个电抗器200(位置和数量可变)。

对于上桥臂，每个子系统100的级联侧自交流电网向直流电网正极端DC+顺次连接进行级联，如图2所示，每个子系统100的级联侧的两个交流接入端h1、h2分别与相邻的子系统级联侧的两个交流接入端h1、h2串联。自交流电网向直流电网正极端DC+的首个子系统100中的第二端h2作为交流接入端h2连接交流电网的一相接入点；多个子系统之间和/或首个子系统的第二端h2与交流电网的接入点之间串联有至少一个电抗器200，具体而言，至少一个电抗器200可以串联在多个子系统之间，当然，至少一个电抗器200也可以串联在首个子系统与交流电网的接入点之间；本实施例中，末个子系统中的第一端h1作为交流接入端连接直流电网正极端DC+。

对于下桥臂，每个子系统100的级联侧自交流电网向直流电网负极端DC-顺次连接进行级联，如图2所示，每个子系统100的级联侧的两个交流接入端h1、h2分别与相邻的子系统级联侧的两个交流接入端h1、h2串联。自交流电网向直流电网负极端DC-的首个子系统100中的交流接入端h1作为交流接入端h1连接交流电网的一相接入点；下桥臂中的多个子系统之间和/或首个子系统的第一端h1与交流电网的接入点之间串联有至少一个电抗器200具体而言，至少一个电抗器200可以串联在多个子系统之间，当然，至少一个电抗器200也可以在首个子系统与交流电网的接入点之间；本实施例中，末个子系统中的第二端h2作为交流接入端连接母线电压负极端DC-。

需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际应用场景来选择图1或图2的储能系统结构，例如，图2所示的储能系统结构更适用于同时存在光伏等新能源、电网的场景。

为便于本领域技术人员理解，接下来，对形成图1、图2所示的电力储能系统中的子系统进行展开描述：

请参考图3，为本实施例公开的一种用于形成电力储能系统的子系统电路结构示意图，该子系统包括：电池组1、功率转换电路2、电池均衡模块3和控制器4，其中：

电池组1由N节储能电池串联得到，其中，N大于等于2。本实施例中，电池组1用于存储电网向电池组1输出的电能，以及向电网输出电能。作为示例，在交流电网电能剩余时，通过子系统中功率转换电路2的配合，交流电网可以向电池组1提供电能，从而将电能存储至电池组1中，其适用的场景例如用电谷期；反之，而在交流电网电能不足时，通过子系统中功率转换电路2的配合，可以将电池组1的电能释放至交流电网中，以对电网电能进行补偿，其适用的场景例如用电高峰期或者外部电网中断供电。

功率转换电路2连接在电网和电池组1之间。功率转换电路2用于匹配电池组1和电网，请参考图2，功率转换电路2的连接电网的一侧为子系统的级联侧(h1、h2)，功率转换电路2的另一侧为直流侧，连接至电池组1。本实施例中，所称匹配可以是电压匹配、电流匹配；此外，功率转换电路2还可以对直流电流进行纹波滤波，并将滤波后的直流电能传输给电池组1，或者对滤波后的直流电能进行变流后输送至电网。在具体实施过程中，功率转换电路2可以通过晶体管来响应充电控制信号导通相应的通路，将电网输出的电能传输至电池组1；或者响应放电控制信号导通相应的通路，将电池组1的电能传输至电网，由此，实现电能的双向传输，具体地，请参见下文描述。

电池均衡模块3连接至电池组1，本实施例中，电池均衡模块3用于监测每节储能电池的工作状态，以及响应均衡控制信号均衡控制电池组1内各电池的电能。在一种实施例中，电池均衡模块3可以直接释放电池组1中的一节或多节储能电池的电能；在另一种实施例中，电池均衡模块3也可以将电量多的电池的电能分流到组内其它电池中。

控制器4与功率转换电路2和电池均衡模块3均连接，用于输出均衡控制信号，以在子系统内部均衡电池组1内各电池的电能。具体地，当第i节储能电池正负极电压与电池组内电池平均电压的偏差超过均衡阈值时，控制器4输出均衡控制信号，电池均衡模块3响应均衡控制信号补充或释放第i节储能电池的电能，以使第i节储能电池的电能与电池组1内其它电池的电能均衡，其中，1≤i≤N。在具体实施例中，电池均衡模块3将第i节储能电池释放的电能充到整个电池组中，或将整个电池组放电的电流充入第i节储能电池中。

为了实现电力储能系统的统筹控制，使得各个子系统能快速、准确地响应控制，本实施例中，电力储能系统还包括控制系统300，控制系统300分别与各个子系统中的控制器4信号连接，以使各个子系统通过各自的控制器4响应控制系统300的控制。具体而言，在电网向电力储能系统充电的过程中，控制系统300可以依据子系统是否充满电，来确定是否旁路子系统；在电力储能系统向电网放电的过程中，控制系统300可以根据各个子系统的工作状态来选择投入放电工作的子系统。

为便于本领域技术人员理解，接下来，对子系统中的各个模块进行展开描述：

请参考图4，为本实施例公开的一种功率转换电路2原理示意框图，该功率转换电路2包括：桥式变流器21和充放电控制单元22，其中，桥式变流器21的级联侧h1和h2用于级联后接电网；充放电控制单元22的第一侧d1和d2连接至桥式变流器21的直流侧h3和h4；充放电控制单元22的第二侧d3和d2为功率转换电路2的直流侧，用于连接至电池组的正负极。

在具体实施例中，桥式变流器21用于将交流电能转化为直流电能，以存储至电池组1，或者将电池组1输出的电能转化为交流电并入电网。请参考图5和图6，桥式变流器21包括个晶体管和储能电容C1，桥式变流器21与电网连接的一侧为级联侧h1、h2，桥式变流器21的另一侧为直流侧；储能电容C1连接在桥式变流器21的两端h3、h4。桥式变流器21可以是全桥变流器，也可以是半桥变流器，具体如下：

在一种实施例中，桥式变流器21为全桥变流器，请参考图5，为本实施例公开的一种全桥变流器电路结构示意图，全桥变流器包括晶体管Q21、晶体管Q22、晶体管Q23和晶体管Q24。全桥变流器的一侧为级联侧，如图5中所示的第一端h1以及第二端h2，用于接入交流电网；全桥变流器的另一侧为直流侧，如图5所示的第三端h3以及第四端h4，用于接入充放电控制单元22。具体地，晶体管Q21的第二极与晶体管Q23的第一极连接形成第一端h1，晶体管Q22的第二极与晶体管Q24的第一极连接形成第二端h2；晶体管Q21的第一极与晶体管Q22的第一极连接形成第三端h3，晶体管Q23的第二极与晶体管Q24的第二极连接形成第四端h4。晶体管Q21、Q22、Q23、Q24的控制极响应各自的控制信号导通/断开各自的第一极和第二极。

在可选的实施例中，全桥变流器的直流侧连接储能电容C1的两端，如图5中所示的第三端h3以及第四端h4，该直流侧与充放电控制单元22连接。

在另一种实施例中，桥式变流器21为半桥变流器，请参考图6，为本实施例公开的一种半桥变流器电路结构示意图，半桥变流器包括晶体管Q25和晶体管Q26。半桥变流器的一侧为级联侧，如图6中所示的第一端h1以及第二端h2，用于接入交流电网；半桥变流器的另一侧为直流侧，如图6中所示的第三端h3以及第四端h4，用于接入充放电控制单元22。具体地，晶体管Q25的第二极与晶体管Q26的第一极连接形成第一端h1，晶体管Q26的第二极形成第二端h2；储能电容C1的两端分别连接在晶体管Q25的第一极和晶体管Q26的第二极，并由此形成第三端h3与第四端h4。本实施例中，晶体管Q25导通、晶体管Q26关断，可对储能电容C1进行充放电，晶体管Q25关闭、晶体管Q26导通时，可旁路整个子系统。

在具体实施过程中，可以依据实际应用场景来选择半桥变流器或全桥变流器。

本实施例中，在桥式变流器21设置储能电容C1，可以改善电网输入电流的文波。具体地，以全桥变流器为例进行说明：

交流电网的输入电流为正弦电流，当桥式变流器21的第一端h1以及第二端h2输入为正弦电流的正半波时，控制晶体管Q21和Q24导通，此时对电容C1两端进行充电，当桥式变流器21的第一端h1以及第二端h2输入为正弦电流的负半波时，控制晶体管Q22和Q23导通，此时电容两端也是在充电状态。充电过程中，储能电容C1的充电电流为脉动式的充电电流；储能电容C1的存在使得储能电容C1两端的电压相对稳定。在后续由充放电控制单元22控制下对电池组1进行充电时，桥式变流器21的直流侧可以为储能单元提供相对稳定的直流电压输出，为电池组1充电。

在本实施例中，以储能电容C1作为交流电网和电池组1之间能量转换的中转站，可以将电网输入的纹波较大的脉动电流，转化为纹波较小的直流电压，维持桥式变流器21输出的直流电压处于相对稳定的状态，以在对电池组1进行充电时减少直流纹波，从而减少对电池组1的损害。

需要说明的是，由于电池组与交流电网之间可能同时存在有功和无功交换，储能电容也存在放电的暂态过程，但宏观上是交流电网对储能电容进行了充电，即储能电容中存储了电能。

请参考图7和图8，为本实施例公开的一种充放电控制单元结构示意图，其中，图7适用于降压型，图8适用于升压型。充放电控制单元22可以使桥式变流器21和电池组1之间的电压适配，具体地，可以是升压，也可以是降压。在具体实施例中，充放电控制单元22可以由单个DC-DC单元形成，也可以由多个并联的DC-DC单元形成。具体如下：

充放电控制单元22包括：第一切换晶体管Q1、第二切换晶体管Q2和第一电感L1，其中，第一切换晶体管Q1的第二极和第二切换晶体管Q2的第一极连接，该连接点连接第一电感L1的第一端；第二切换晶体管Q2的第二极连接至桥式变流器21的负极端和电池组1的负极端；第一切换晶体管Q1的控制极和第二切换晶体管Q2的控制极与控制器4相连，分别响应控制器4的控制信号进行各自的导通或关断。

请参考图7和图8，第一切换晶体管Q1的第一极连接至桥式变流器21的直流正极端和电池组1的正极端中的一个，第一电感L1的第二端连接至桥式变流器21的直流正极端和电池组1的正极端中的另一个。具体如下：

在一种实施例中，请参考图7，第一切换晶体管Q1的第一极连接至桥式变流器21的直流正极端；第一电感L1的第二端连接至电池组1的正极端。具体地，第一切换晶体管Q1的第一极(例如漏极)引出作为充放电控制单元22的第一端d1；第二切换晶体管Q2的第二极(例如源极)引出作为充放电控制单元22的第二端d2；第一切换晶体管Q1的第二极(例如源极)和第二切换晶体管Q2的第一极(例如漏极)连接，该连接点连接第一电感L1的第一端，第一电感L1的第二端经由耦合电路或直接引出作为充放电控制单元22的第三端d3，连接至电池组1的正极端。

通过这种充放电控制单元设置，复用了第一切换晶体管Q1、第二切换晶体管Q2和第一电感L1同时实现了两种功能，即充放电控制功能和变压功能，从而节省了电力储能系统的硬件成本。

在具体实施过程中，当桥式变流器21向电池组1充电时，第一切换晶体管Q1的充电控制信号和第二切换晶体管Q2的充电控制信号为反相的PWM信号：在一个开关周期中，先关断第二切换晶体管Q2，导通第一切换晶体管Q1；然后关断第一切换晶体管Q1后，导通第二切换晶体管Q2，桥式变流器21的直流侧输出的脉动直流电流(经第一电感L1消除部分纹波)给电池组1充电。

当电池组1向桥式变流器21放电时，第一切换晶体管Q1的放电控制信号和第二切换晶体管Q2的放电控制信号为反相的PWM信号：在一个开关周期内，先控制第二切换晶体管Q2导通，第一切换晶体管Q1关闭，此时，电池组1输出的电流流过第一电感L1，能量存储在第一电感L1中；而后再控制第一切换晶体管Q1导通，第二切换晶体管Q2关闭，此时，第一电感L1通过第一切换晶体管Q1给储能电容C1充电。在下一个开关周期中，继续上述过程，最终，储能电容C1两端的电压维持在一个基本稳定的值。可以理解，当通过电池组1为交流电网输送电能时，通过桥式变流器中开关管的控制，桥式变流器21的级联侧第一端h1和第二端h2的输出电压可以为U、-U、或0。

在另一种实施例中，请参考图8，第一切换晶体管Q1的第一极连接至电池组1的正极端；第一电感L1的第二端连接至桥式变流器21的直流正极端。具体地，第一切换晶体管Q1的第一极(例如漏极)引出作为充放电控制单元22的第三端d3，连接至电池组1的正极端；第二切换晶体管Q2的第二极(例如源极)引出作为充放电控制单元22的第二端d2，连接至桥式变流器21的负极端和电池组1的负极端；第一切换晶体管Q1的第二极(例如源极)和第二切换晶体管Q2的第一极(例如漏极)连接，该连接点连接第一电感L1的第一端，第一电感L1的另一端引出或经由耦合电路引出作为充放电控制单元22的第一端d1，连接至桥式变流器21中直流侧的正极端h3。

本实施例中，充放电控制单元22的第一端d1、第二端d2与桥式变流器21第三端h3、第四端h4连接；充放电控制单元22的第二端d2、第三端d3与电池组1的正负极连接。

通过这种设置，同样地，复用了第一切换晶体管Q1、第二切换晶体管Q2和第一电感L1同时实现了两种功能，即充放电控制功能和变压功能，从而节省了电力储能系统的硬件成本。

为了进一步消除电池组1中充放电时直流电流中的纹波，请参考图9和图10，为本实施例公开的另一种功率转换电路结构示意图，其中，图9适用于降压型，图10适用于升压型，该功率转换电路2还包括：电容C2和第二电感L2，其中：

在一种实施例中，请参考图9，电容C2连接在第一电感L1的第二端和第二切换晶体管Q2的第二极之间；第二电感L2串联在第一电感L1的第二端和电池组1的正极端之间。具体地，第一切换晶体管Q1的第一极(例如漏极)引出作为充放电控制单元22的第一端d1；电容C2的一端连接至第一切换晶体管Q1的第二极(例如源极)和第二切换晶体管Q2的第一极(例如漏极)的连接点，电容C2的另一端连接至第二切换晶体管Q2的第二极(例如源极)，该连接点引出作为充放电控制单元22的第二端d2；第一电感L1的一端连接在第一切换晶体管Q1的第二极(例如源极)和第二切换晶体管Q2的第一极(例如漏极)的连接点，第一电感L1的另一端与第二电感L2的一端连接，第二电感L2的另一端引出作为充放电控制单元22的第三端d3。充放电控制单元22的第一端d1和第二端d2连接至桥式变流器21的两个端(h3和h4)，充放电控制单元22的第二端d2和第三端d3连接至电池组1的正负极。

此时，电感L1、L2以及电容C2形成了一个π型滤波电路，以进一步消除电池组1中充放电时直流电流中的纹波，确保电流纹波尽可能小，保护电池组1，延长电池的寿命。

在另一种实施例中，请参考图10，电容C2连接在第一电感L1的第二端和第二切换晶体管Q2的第二极之间；第二电感L2串联在第一电感L1的第二端和桥式变流器21的正极端h3之间。

具体地，第一电感L1的一端连接在第一切换晶体管Q1的第二极(例如源极)和第二切换晶体管Q2的第一极(例如漏极)的连接点，第一电感L1的另一端与第二电感L2的一端连接，第二电感L2的另一端引出作为充放电控制单元22的第一端d1；电容C2的一端连接至第一切换晶体管Q1的第二极(例如源极)和第二切换晶体管Q2的第一极(例如漏极)的连接点，电容C2的另一端连接至第二切换晶体管Q2的第二极(例如源极)，该连接点引出作为充放电控制单元22的第二端d2；第一切换晶体管Q1的第一极(例如漏极)引出作为充放电控制单元22的第三端d3。充放电控制单元22的第一端d1和第二端d2连接至桥式变流器21的两个端(h3和h4)，充放电控制单元22的第二端d2和第三端d3连接至电池组1的正负极。

此时，电感L1、L2以及电容C2形成了一个π型滤波电路，以进一步消除电池组1中充放电时直流电流中的纹波，确保电流纹波尽可能小，保护电池组1，延长电池的寿命。

为了进一步消除充放电时直流电流中的纹波，在可选的实施例中，功率转换电路2内可以由多个充放电控制单元22进行并联，请参考图11，为本实施例公开的又一种功率转换电路实施例电路结构示意图，功率转换电路2包括：M个并联的充放电控制单元，M≥2，每个充放电控制单元的工作相位依次相差360°/M；各个第一切换晶体管Q1的第一极并联；各个第二切换晶体管Q2的第二极并联；各个第一电感L1的第二端并联。具体地，以降压型功率转换电路2为例，各个第一切换晶体管Q1的第一极并联至桥式变流器21的正极端(h3端)；各个第二切换晶体管Q2的第二极并联至桥式变流器21的负极端(h4端)和电池组1的负极端；各各个第一电感L1的第二端并联后引出连接至电池组1的正极端。

对于升压型功率转换电路2，其并联方式类似，在此不再赘述。

在具体实施过程中，每个充放电控制单元上的电流相位依次相差360°/M，作为示例，请参考图12，为本实施例公开的一种M个充放电控制单元电流叠加过程示意图，以具有4个充放电控制单元为例，则第i+1个充放电控制单元电流相位比第i个充放电控制单元的电流相位延迟90°(i＝1、2、3)，也就是，第2、3、4个充放电控制单元相比第1个充放电控制单元的电流相位分别延迟90°、180°、270°。在具体实施过程中，可以通过控制各个充放电控制单元的开关时序(例如第一切换晶体管Q1的导通时序)来实现相位差。

本实施例中，请参考图12，多个充放电控制单元相位上的差异，使得多充放电控制单元合并后的直流电流相比于单支路时的直流电流，直流纹波更小。同时，多个充放电控制单元的存在，可以无需通过开关频率的不断增大来减少纹波，这样使得每个充放电控制单元中的开关频率可以更小，一定程度上降低开关损耗，减少储能系统整体损耗，提高能量转换效率。

需要说明的是，在具体实施的过程中，对于并联了多个充放电控制单元22的功率转换电路2，其可以复用第二电感L2和电容C2，具体地，请参考图13，为本实施例公开的一种复用器件的功率转换电路结构示意图，多个充放电控制单元并联，各个充放电控制单元共同复用第二电感L2和电容C2，复用的第二电感L2和电容C2能分别与各个充放电控制单元单独配置的第一电感L1形成π型滤波电路，确保d3处电流纹波尽可能小，以进一步消除电池组1中充放电时直流电流中的纹波，保护电池组1，延长电池的寿命。

对于电池均衡模块3，可以采用释放和分流两种方式来均衡组内的电池电量，具体如下：

在一种实施例中，请参考图14，为本实施例公开的一种释放型电池均衡模块电路结构示意图，图中示例了n个储能电池BAT1、BAT2……BATn串联得到的电池组1；电池均衡模块3包括：功率电阻R_d和开关管Q_k，每组功率电阻R_d和开关管Q_k分别与N节储能电池一一对应，图中，标记S1、S2……Sn为第1、2……n个开关管Q_k的均衡控制信号。在连接方式上，请参考图14，功率电阻R_d的一端连接对应储能电池的正极，功率电阻R_d的另一端连接至开关管Q_k的第一极，开关管Q_k的第二极连接至对应储能电池的负极；或者，图中未示出的另一种连接方式，功率电阻R_d的一端连接对应储能电池的负极，功率电阻R_d的另一端连接至开关管Q_k的第一极，开关管Q_k的第二极连接至对应储能电池的正极。请参考图14，开关管Q_k的控制极响应均衡控制信号导通开关管Q_k的第一极和第二极，以使对应储能电池通过功率电阻R_d释放电能。

本实施例中，当第i节储能电池正负极电压超过充电保护阈值时，控制器4向第i个开关管Q_k输出均衡控制信号Si(1≤i≤N)；第i个开关管Q_k导通第i节储能电池正负极，功率电阻R_d可以通过发热的方式来释放电池输出的能量，以释放第i节储能电池的电能。

本实施例中，当其中一节储能电池过度充电时，对应的开关管Q_k导通，将多余的能量耗散到功率电阻R_d中，从而平衡被监视的每节储能电池。该实施例的优点是低成本和低复杂度。

在另一种实施例中，请参考图15，为本实施例公开的一种分流型电池均衡模块电路结构示意图，图中示例了n个储能电池BAT1、BAT2……BATn串联得到的电池组1；电池均衡模块3包括：互感线圈L、第一开关单元(G)和第二开关单元K，每组互感线圈L和第二开关单元K分别与N节储能电池一一对应；图中，标记S1、S2……Sn为第1、2……n个第二开关单元K的均衡控制信号。互感线圈L的初级线圈的一端连接至对应储能电池的正极，初级线圈的另一端经由第二开关单元K连接至对应储能电池的负极；互感线圈L的次级线圈的一端连接至对应储能电池所在电池组1的正极M+，另一端经由第一开关单元G连接至所在电池组1的负极M-；第二开关单元K响应均衡控制信号导通，以使对应储能电池的电能经由互感线圈L的初级线圈、次级线圈传送给对应储能电池所在的电池组1。

作为示例，请参考图15，当例如第i节储能电池正负极电压超过充电保护阈值时，控制器4向第i个第二开关单元K输出均衡控制信号，此时，第i个第二开关单元K响应均衡控制信号导通；于是，第i节储能电池的正负极经由互感线圈L的初级线圈形成通路，次级线圈由互感原理输出从初级线圈耦合的电能，并经由输出端M+、M-输送到电池组1的正负极(即标记M+、M-)，从而，实现了第i节储能电池的电能传送给该节储能电池所在的电池组1。当第i节储能电池正负极电压低于电池组电池平均电压达到阈值时，控制器4向第i个电池均衡模块3输出均衡控制信号，此时，第i个电池均衡模块3中的第一开关单元G响应均衡控制信号导通；于是，电池组的正负极M+、M-经由互感线圈L的次级线圈形成通路，初级线圈由互感原理输出从次级线圈耦合的电能，并输送至第i节电池的正负极，从而，实现了该节储能电池所在的电池组1将电能传送给第i节储能电池。

本实施例中，通过互感线圈L和开关单元K实现了电池组内不同电池之间重新分配多余的能量。这样可以回收能量并且产生的热量更低。该实施方式中，能量并没有以热量的形式发生损耗，而是被重新利用，为电池组中的其余电池充电。该实施方式还解决了一个问题(当电池组中的一节或多节电池在整个电池组容量用尽之前就达到较低安全电压阈值时，会造成运行时间减少)，其将电荷从强电池重新分配到弱电池，从而能够使弱电池继续为负载供电，从而可从电池组中提取更高百分比的能量。

在可选的实施例中，请参考图3、图14和图15，子系统还包括：温度检测模块5，温度检测模块5与电池组1和控制器4连接，温度检测模块5用于分别监测每节储能电池的温度；控制器4还用于响应温度检测模块5输出的温度检测信号向功率转换电路2输出旁路信号，以隔离电网和电池组1。

在一种实施例中，可以通过桥式变流器21来隔离电网和电池组1。具体地，当第i节储能电池的温度超过温度阈值时，控制器4输出旁路信号，桥式变流器21响应旁路信号短接与电网连接的级联侧，以隔离电网和电池组1。具体地，对于全桥变流器，可以导通晶体管Q23和晶体管Q24，从而使得第一端h1和第二端h2经由晶体管Q23和晶体管Q24连通，从而旁路了该子系统；对于半桥变流器，可以导通晶体管Q26，从而使得第一端h1和第二端h2经由晶体管Q26连通，从而旁路了该子系统。

需要说明的是，由于每一相电路由各个子系统级联而成，而每个子系统均配置有电池组，因此，对于同一相电路，旁路了一个子系统之后，其它子系统依然可以级联参与到该相电路的工作中(充电、放电)。也就是，旁路一个子系统，既可以保护该子系统，又可以隔离该子系统，使得该子系统不影响整相电路的工作。

在另一种实施例中，可以通过充放电控制单元22停止来向电池组1传输直流电能。具体地，当第i节储能电池的温度超过温度阈值时，控制器4输出断路信号，第一切换晶体管Q1响应断路信号断开第一极和第二极，以停止向电池组1传输直流电能；或者，第一切换晶体管Q1和第二切换晶体管Q2均响应断路信号断开各自的第一极和第二极，以停止向电池组1传输直流电能。

本实施例中，通过断开第一切换晶体管Q1，或者断开第一切换晶体管Q1和第二切换晶体管Q2，也可以实现停止向该子系统充电，从而，同样地，保护了该子系统；并且，又可以隔离该子系统，使得该子系统不影响整相电路的工作。

在上述实例中，可以实现：控制系统300根据交流电网的电压、有功和无功需求确定一个工频周期内多个时刻所需要的电压，并基于每个时刻所需要的电压和各个子系统所能输出的电压值来确定该时刻需要投入的子系统的目标数量；控制系统300根据需要投入工作的子系统处于充电还是放电的状态来选择目标数量的子系统进入投入状态，其它子系统则进入旁路状态；当子系统处于充电状态时，控制系统300优先选择桥式变流器21中储能电容电压值较低的子系统进入投入状态；当子系统处于放电状态时，优先选择桥式变流器21中储能电容电压值较高的子系统进入投入状态。

本实施例中，控制系统300负责充放电控制和各子系统之间的均衡控制，各子系统的控制器4负责自身子系统内的均衡控制，其中：

控制系统300根据所在相电路内有效的子系统中的桥式变流模块中储能电容C1电压的均值生成子系统电池组1的充放电电流参考指令；

控制系统300根据各子系统电池组1电量的多少调整各子系统电池组的充放电电流指令，控制各子系统的电池组1相互之间电量的均衡；子系统电池组电量偏高，且处于充电状态，则减小充电电流指令，处于放电状态，则增大放电电流指令；子系统电池组电量偏低，且处于充电状态，则增大充电电流指令，处于放电状态，则减小放电电流指令；

控制系统300向各子系统的控制器4发送电池组1充放电电流指令，各子系统的控制器4通过控制充放电控制单元22控制向电池组1充电或放电电流的大小；

进一步地，子系统的控制器4根据子系统电池组中各节电池的电量，控制子系统的均衡模块3实现子系统电池组1内各节电池电量的均衡。

依据本实用新型实施例公开的一种电力储能系统及其子系统，电力储能系统包括单相或三相电路，每相电路包括多个子系统，多个子系统通过各自的级联侧顺次级联，每个子系统包括：电池组，由N节储能电池串联得到，N大于等于2；电池组用于存储电网向电池组输出的电能，以及向电网输出电能；功率转换电路，连接在电网和电池组之间，用于匹配电池组和电网，其中，功率转换电路的连接电网的一侧为子系统的级联侧；由此实现了电力储能系统的级联结构。而电池均衡模块连接至电池组，用于监测每节储能电池的工作状态，以及响应均衡控制信号均衡控制电池组内各电池的电能；控制器，与功率转换电路和电池均衡模块均连接，用于输出均衡控制信号，以在子系统内部均衡电池组内各电池的电能，各个子系统可以通过各自的控制器独立进行电池均衡控制，充分发挥了电池组的容量，避免容量浪费。并且，控制系统分别与各个子系统中的控制器信号连接，以使各个子系统通过各自的控制器响应控制系统的控制，也就是，相对于现有技术中的电力储能系统，本申请的电力储能系统采用了控制系统加配置控制器的子系统的整体系统架构，实现了由控制系统统筹控制各个子系统，又兼顾了每个子系统被独立控制，提高了各个子系统的控制可靠性；相对于通过一个控制器来控制整个电力储能系统的方式，本申请采用两级控制结构，使得子系统可以被专门的控制器进行控制，从而提高控制准确度、响应速度，为电力储能系统控制的可靠性带来了保障。

本领域的技术人员能够理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本实用新型的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本实用新型的权利要求范围内。

Claims (11)

1.一种电力储能系统，包括单相或三相电路，其特征在于，每相电路包括多个子系统，所述多个子系统通过各自的级联侧顺次级联，每个子系统包括：

电池组(1)，由N节储能电池串联得到，N大于等于2；所述电池组(1)用于存储电网向所述电池组(1)输出的电能，以及向电网输出电能；

功率转换电路(2)，连接在电网和所述电池组(1)之间，用于匹配所述电池组(1)和电网，其中，所述功率转换电路(2)的连接电网的一侧为子系统的级联侧；

电池均衡模块(3)，连接至所述电池组(1)，所述电池均衡模块(3)用于监测每节储能电池的工作状态，以及响应均衡控制信号均衡控制所述电池组(1)内各电池的电能；

控制器(4)，与所述功率转换电路(2)和所述电池均衡模块(3)均连接，用于输出所述均衡控制信号，以在所述子系统内部均衡所述电池组(1)内各电池的电能；

所述电力储能系统还包括控制系统(300)，所述控制系统(300)分别与各个子系统中的控制器(4)信号连接，以使各个子系统通过各自的控制器(4)响应所述控制系统(300)的控制。

2.如权利要求1所述的电力储能系统，其特征在于，所述电池均衡模块(3)包括：互感线圈(L)、第一开关单元(G)和第二开关单元(K)；

所述互感线圈(L)的初级线圈的一端连接至对应储能电池的正极，所述初级线圈的另一端经由所述第二开关单元(K)连接至对应储能电池的负极；所述互感线圈(L)的次级线圈的一端连接至对应储能电池所在电池组(1)的正极，另一端经由所述第一开关单元(G)连接至所在电池组(1)的负极；

所述第一开关单元(G)和所述第二开关单元(K)响应所述均衡控制信号导通，以使对应储能电池的电能经由所述互感线圈(L)的初级线圈、次级线圈传送给对应储能电池所在的电池组(1)。

3.如权利要求1或2所述的电力储能系统，其特征在于，所述功率转换电路(2)包括：桥式变流器(21)和充放电控制单元；

所述桥式变流器(21)由多个晶体管形成，所述桥式变流器(21)的一侧为级联侧(h1、h2)，用于将子系统串接于多个子系统中；所述桥式变流器(21)的另一侧为直流侧，分别连接至所述充放电控制单元的两端(d1、d2)；所述直流侧的两端(h3、h4)分别连接储能电容(C1)的一端和另一端；

所述充放电控制单元包括：第一切换晶体管(Q1)、第二切换晶体管(Q2)和第一电感(L1)；

所述第一切换晶体管(Q1)的第二极和所述第二切换晶体管(Q2)的第一极连接，该连接点连接所述第一电感(L1)的第一端；

所述第二切换晶体管(Q2)的第二极连接至所述桥式变流器(21)的负极端和所述电池组(1)的负极端；

所述第一切换晶体管(Q1)的第一极连接至所述桥式变流器(21)的直流正极端和所述电池组(1)的正极端中的一个，所述第一电感(L1)的第二端连接至所述桥式变流器(21)的直流正极端和所述电池组(1)的正极端中的另一个；

所述第一切换晶体管(Q1)的控制极和所述第二切换晶体管(Q2)的控制极与所述控制器(4)相连。

4.如权利要求3所述的电力储能系统，其特征在于，所述功率转换电路(2)包括：M个并联的充放电控制单元，M≥2，每个充放电控制单元的工作相位依次相差360°/M；

各个第一切换晶体管(Q1)的第一极并联；

各个第二切换晶体管(Q2)的第二极并联；

各个第一电感(L1)的第二端并联。

5.如权利要求3所述的电力储能系统，其特征在于，

所述第一切换晶体管(Q1)的第一极连接至所述桥式变流器(21)的直流正极端；

所述第一电感(L1)的第二端连接至所述电池组(1)的正极端。

6.如权利要求5所述的电力储能系统，其特征在于，所述功率转换电路(2)还包括：

电容(C2)，连接在所述第一电感(L1)的第二端和所述第二切换晶体管(Q2)的第二极之间；

第二电感(L2)，串联在所述第一电感(L1)的第二端和所述电池组(1)的正极端之间。

7.如权利要求3所述的电力储能系统，其特征在于，

所述第一切换晶体管(Q1)的第一极连接至所述电池组(1)的正极端；

所述第一电感(L1)的第二端连接至所述桥式变流器(21)的直流正极端。

8.如权利要求7所述的电力储能系统，其特征在于，所述功率转换电路(2)还包括：

电容(C2)，连接在所述第一电感(L1)的第二端和所述第二切换晶体管(Q2)的第二极之间；

第二电感(L2)，串联在所述第一电感(L1)的第二端和所述桥式变流器(21)的正极端之间。

9.如权利要求1或2所述的电力储能系统，其特征在于，所述子系统还包括：

温度检测模块(5)，与所述电池组(1)和所述控制器(4)连接，所述温度检测模块(5)用于分别监测每节储能电池的温度；

所述控制器(4)还用于响应所述温度检测模块(5)输出的温度检测信号向所述功率转换电路(2)输出旁路信号，以隔离电网和所述电池组(1)。

10.如权利要求1或2所述的电力储能系统，其特征在于，

所述电力储能系统为单相或三相电路储能系统，其中，所述功率转换电路(2)基于全桥变流器实现；

每相电路包括一个顺次级联了多个子系统的桥臂，其中，每个子系统级联侧的两个交流接入端(h1、h2)分别与相邻的子系统级联侧的两个交流接入端(h1、h2)串联；首个子系统的第一端(h1)连接交流电网的一相接入点，所述多个子系统之间和/或所述首个子系统的第一端(h1)与交流电网的接入点之间串联有至少一个电抗器(200)；末个子系统的第二端(h2)连接交流电网的中性接入点；

或者，所述电力储能系统为三相电路储能系统，其中，所述功率转换电路(2)基于半桥变流器或基于全桥变流器实现；所述述电力储能系统还包括：

直流电网正极端(DC+)；

直流电网负极端(DC-)；

每相电路包括上桥臂和下桥臂，所述上桥臂和所述下桥臂级联的子系统数量相同，其中：

在所述上桥臂中，每个子系统的级联侧的两个交流接入端(h1、h2)分别与相邻的子系统级联侧的两个交流接入端(h1、h2)串联；自交流电网向直流电网正极端(DC+)，首个子系统的第二端(h2)连接交流电网的一相接入点，所述上桥臂中的多个子系统之间和/或所述首个子系统的第二端(h2)与交流电网的接入点之间串联有至少一个电抗器(200)；末个子系统的第一端(h1)连接直流电网正极端(DC+)；

在所述下桥臂中，每个子系统的级联侧的两个交流接入端(h1、h2)分别与相邻的子系统级联侧的两个交流接入端(h1、h2)串联；自交流电网向直流电网负极端(DC-)，首个子系统的第一端(h1)连接交流电网的一相接入点，所述下桥臂中的多个子系统之间和/或所述首个子系统的第一端(h1)与交流电网的接入点之间串联有至少一个电抗器(200)；末个子系统的第二端(h2)连接直流电网负极端(DC-)。

11.一种电力储能子系统，用于形成电力储能系统，其特征在于，所述电力储能子系统为根据权利要求1-10任一项所述的电力储能系统中的所述子系统。

Images