CN219322085U - 储能装置及其储能子模块 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种储能装置及其储能子模块，储能子模块包括模块化多电平换流器、储能元件和限压元件，限压元件与模块化多电平换流器并联，储能元件与模块化多电平换流器并联。通过在模块化多电平换流器设置限压元件，可以在储能子模块不脱网的情况下有效进行过压保护。

Description

储能装置及其储能子模块

技术领域

本申请涉及电力系统储能技术领域，特别是涉及一种储能装置及其储能子模块。

背景技术

在电力系统储能技术领域，新型高压直流直挂储能技术将VSC(voltage sourceconverter，电压源型换流器)换流阀与直流储能阀集成，具有模块化程度高、系统网损低、经济效益好、运行可靠性高等优势。通过将直流储能阀集成在VSC换流阀直流侧，同时实现交直流功率转换和能量储存。此外，新型交流直挂储能技术采用级联H桥拓扑，通过连接电抗器并入三相电网，同样实现交直流功率转换和能量存储。

对比传统储能技术，以上两种直挂储能系统电压等级更高、容量更大，具有更强的电网调节能力和电网支撑作用，对以新能源为主体的新型电力系统具有重要的研究意义。然而，如何使储能子模块实现过压保护功能，是一个亟待解决的问题。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种可实现过压保护的储能装置及其储能子模块。

一种储能装置的储能子模块，包括模块化多电平换流器、储能元件和限压元件，所述限压元件与所述模块化多电平换流器并联，所述储能元件与所述模块化多电平换流器并联。

上述储能装置的储能子模块，通过在模块化多电平换流器设置限压元件，可以在储能子模块不脱网的情况下有效进行过压保护。

在其中一个实施例中，所述限压元件包括与所述模块化多电平换流器的第一侧端子连接的压敏电阻或避雷器；所述第一侧端子用于连接外部电网。对模块化多电平换流器的第一侧端子，可利用压敏电阻或避雷器的电压钳位功能进行限压保护，结构简单。

在其中一个实施例中，所述限压元件包括与所述模块化多电平换流器的第二侧端子连接的压敏电阻、避雷器或稳压二极管。对模块化多电平换流器的第二侧端子，可根据实际需要选择压敏电阻、避雷器或稳压二极管进行稳压，实现限压保护。

在其中一个实施例中，所述模块化多电平换流器为由开关组件构成的半桥换流器。采用半桥换流器进行电流转换，结构简单成本低。

在其中一个实施例中，所述模块化多电平换流器为由开关组件构成的全桥换流器。采用全桥换流器进行电流转换，运行可靠性高。

在其中一个实施例中，所述开关组件包括开关管和二极管，所述二极管的阴极与所述开关管的输入端连接，所述二极管的阳极与所述开关管的输出端连接。在开关管的输入端和输出端设置二极管，防止反向电压击穿开关管，提高开关管的使用安全性。

在其中一个实施例中，储能子模块还包括电容和第一电阻，所述电容和所述第一电阻并联，且与所述模块化多电平换流器并联。电容用作吸收纹波电压及动态均压，第一电阻用作静态均压，确保储能子模块稳定运行。

在其中一个实施例中，储能子模块还包括第一开关和第二开关，所述第一开关与所述模块化多电平换流器并联，所述储能元件通过所述第二开关与所述模块化多电平换流器连接。可根据实际需要控制第一开关和第二开关的通断，将储能子模块旁路，或将储能元件断开与模块化多电平换流器的连接，提高储能子模块的使用便利性。

在其中一个实施例中，储能子模块还包括第二电阻和第三开关，所述第二电阻和所述第三开关串联后与所述第二开关并联。可根据实际需要控制第二开关和第三开关的通断，控制储能元件是直接与模块化多电平换流器连接，还是通过第二电阻与模块化多电平换流器连接，进一步提高储能子模块的使用便利性。

一种储能装置，包括两个以上的如上述的储能子模块。

上述储能装置，通过在模块化多电平换流器设置限压元件，可以在储能子模块不脱网的情况下有效进行过压保护。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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它的附图。

图1为一实施例中储能子模块的结构框图；

图2为另一实施例中储能子模块的结构框图；

图3为一实施例中储能子模块的结构原理图；

图4为另一实施例中储能子模块的结构原理图；

图5为再一实施例中储能子模块的结构原理图；

图6为又一实施例中储能子模块的结构原理图；

图7为又一实施例中储能子模块的结构原理图；

图8为又一实施例中储能子模块的结构原理图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

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；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，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、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

对比传统储能技术，新型高压直流直挂储能技术和新型交流直挂储能技术具有更强的电网调节能力和电网支撑作用。目前的储能阀大都电压等级低，通过变压器升压至电网，系统过压问题并不严重，子模块储能阀的过压设计较为简单。高压的换流站等无需电池，过压设计也简单很多。因此，针对应用于高压环境下直挂储能的子模块过压设计较为欠缺。基于此，本申请提供一种储能装置的储能子模块，通过在模块化多电平换流器(ModularMultilevel Converter，MMC)设置限压元件，可以在储能子模块不脱网的情况下有效进行过压保护，而且不会引起对储能子模块的成本、质量、体积和结构较大的改变。

本申请实施例提供的储能子模块，可以应用于交流或直流电网，储能子模块中的模块化多电平换流器设置有用于与外部电网连接的第一侧端子，以及用于与储能元件连接的第二侧端子。模块化多电平换流器的第一侧端子可以是接入交流母线或直流母线，模块化多电平换流器的第二侧端子连接储能元件，储能元件可以是电池或其他储能器件。以模块化多电平换流器的第一侧端子接入交流母线为例，则模块化多电平换流器的第一侧端子作为交流侧端子，第二侧端子作为直流侧端子。限压元件可以是设置在模块化多电平换流器的第一侧端子之间，即设置在模块化多电平换流器的交流侧端子间；限压元件也可以是设置在模块化多电平换流器的第二侧端子之间，即设置在模块化多电平换流器的直流侧端子间，与储能元件并联。

在一个实施例中，如图1和图2所示，提供了一种储能装置的储能子模块，包括模块化多电平换流器110、储能元件120和限压元件130，限压元件130与模块化多电平换流器110并联，储能元件120与模块化多电平换流器110并联。其中，当模块化多电平换流器110的第一侧端子A接入的是交流电时，则第一侧端子A作为交流侧端子，第二侧端子B作为直流侧端子，模块化多电平换流器110用于将接入的交流电转换为直流电输送至储能元件120存储，或者将储能元件120存储的直流电转换为交流电后输出。当模块化多电平换流器110的第一侧端子A接入的是直流电时，模块化多电平换流器110可用作直流转换，或者是起通断控制功能。储能元件120与模块化多电平换流器110的第二侧端子B连接，限压元件130可以是与模块化多电平换流器110的第一侧端子A连接，也可以是与模块化多电平换流器110的第二侧端子B连接。具体地，储能元件120可包括多个串联的电池，限压元件130可以是采用压敏电阻、避雷器或稳压二极管等。

可以理解，根据限压元件130的类型不同，限压元件130的具体设置位置也会对应所有不同。在一个实施例中，如图3所示，限压元件130包括与模块化多电平换流器110的第一侧端子A连接的压敏电阻或避雷器；第一侧端子A用于连接外部电网。对模块化多电平换流器的第一侧端子A，可利用压敏电阻或避雷器的电压钳位功能进行限压保护，结构简单。具体地，可通过在模块化多电平换流器110的第一侧端子A间加装压敏电阻或避雷器进行限压，在电路承受过压时进行电压钳位，吸收多余的能量以保护电路器件。

在一个实施例中，如图4所示，限压元件130包括与模块化多电平换流器110的第二侧端子B连接的压敏电阻、避雷器。此外，限压元件130还可以是包括与模块化多电平换流器110的第二侧端子B连接的稳压二极管。其中，第二侧端子连接储能元件120。对模块化多电平换流器110的第二侧端子B，可根据实际需要选择压敏电阻、避雷器或稳压二极管进行稳压，实现限压保护。具体地，可在模块化多电平换流器110的第二侧端子B间安装压敏电阻、避雷器或稳压二极管，即将限压元件130安装在模块化多电平换流器110的直流侧与储能元件120并联。其中，稳压二极管可采用TVS(Transient Voltage Suppressor，瞬态二极管)。

上述储能装置的储能子模块，通过在模块化多电平换流器110设置限压元件130，可以在储能子模块不脱网的情况下有效进行过压保护，而且不会引起对储能子模块的成本、质量、体积和结构较大的改变。

模块化多电平换流器110的具体结构也并不唯一，可以是半桥换流器，也可以是全桥换流器。采用半桥换流器进行电流转换，结构简单成本低。采用全桥换流器进行电流转换，运行可靠性高。可根据实际需求选择模块化多电平换流器110的结构类型。在一个实施例中，模块化多电平换流器110为由开关组件构成的半桥换流器。具体地，如图3和图4所示，模块化多电平换流器110包括开关组件112和开关组件114。开关组件112和开关组件114连接后公共端作为第一侧端子A，开关组件112的另一端作为第二侧端子B，开关组件114的另一端同时作为第一侧端子A和第二侧端子B。在另一个实施例中，模块化多电平换流器110为由开关组件构成的全桥换流器。具体地，如图5和图6所示，模块化多电平换流器110包括开关组件115、开关组件116、开关组件117和开关组件118。开关组件115与开关组件116连接后公共端作为第一侧端子A，开关组件117和开关组件118连接后公共端作为第一侧端子A，开关组件115与开关组件117连接后公共端作为第二侧端子B，开关组件116和开关组件118连接后公共端作为第二侧端子B。

模块化多电平换流器110中开关组件的结构也并不唯一，在一个实施例中，开关组件包括开关管和二极管，二极管的阴极与开关管的输入端连接，二极管的阳极与开关管的输出端连接。在开关管的输入端和输出端设置二极管，防止反向电压击穿开关管，提高开关管的使用安全性。进一步地，开关管的控制端还用于接收驱动信号。开关管可采用三极管或场效应管等，本实施例中，开关管采用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)，门极作为控制端，集电极作为输入端，发射极作为输出端。

如图3和图4所示，模块化多电平换流器110为半桥换流器时，开关组件112包括开关管Q1和二极管D1，开关组件114包括开关管Q2和二极管D2。开关管Q1的输入端作为模块化多电平换流器110的一个第二侧端子B，与储能元件120连接，关管Q1的输出端作为模块化多电平换流器110的一个第一侧端子A，且与开关管Q2的输入端连接，开关管Q2的输出端既作为模块化多电平换流器110的另一个第一侧端子A，也作为模块化多电平换流器110的另一个第二侧端子B，与储能元件120连接。限压元件130设置在模块化多电平换流器110的第一侧端子A间时，具体可将限压元件130的一端与开关管Q2的输入端连接，将限压元件130的另一端与开关管Q2的输出端连接。限压元件130设置在模块化多电平换流器110的第二侧端子B间时，具体可将限压元件130的一端与开关管Q1的输入端连接，将限压元件130的另一端与开关管Q2的输出端连接，与储能元件120并联设置。

如图5和图6所示，模块化多电平换流器110为全桥换流器时，开关组件115包括开关管Q3和二极管D3，开关组件116包括开关管Q4和二极管D4，开关组件117包括开关管Q5和二极管D5，开关组件118包括开关管Q6和二极管D6。开关管Q3的输入端与开关管Q5的输入端连接作为模块化多电平换流器110的一个第二侧端子B，与储能元件120连接，开关管Q3的输出端与开关管Q4的输入端连接作为模块化多电平换流器110的一个第一侧端子A。开关管Q5的输出端与开关管Q6的输入端连接作为模块化多电平换流器110的另一个第一侧端子A，开关管Q6的输出端与开关管Q4的输出端连接作为模块化多电平换流器110的另一个第二侧端子B，与储能元件120连接。限压元件130设置在模块化多电平换流器110的第一侧端子A间时，具体可将限压元件130的一端开与关管Q3的输出端和开关管Q4的输入端连接，将限压元件130的另一端与开关管Q5的输出端和开关管Q6的输入端连接。限压元件130设置在模块化多电平换流器110的第二侧端子B间时，具体可将限压元件130的一端与开关管Q3的输入端和开关管Q5的输入端连接，将限压元件130的另一端与开关管Q4的输出端和开关管Q6的输出端连接，与储能元件120并联设置。

在一个实施例中，储能子模块还包括电容C1和第一电阻R1，电容C1和第一电阻R1并联，且与模块化多电平换流器110并联。电容C1用作吸收纹波电压及动态均压，第一电阻R1用作静态均压，确保储能子模块稳定运行。具体地，电容C1和第一电阻R1并联后与模块化多电平换流器110的第二侧端子B连接。电容C1作为直流侧电容，用于吸收直流侧纹波电压及动态均压，第一电阻R1作为直流侧电阻用来静态均压，电容C1、第一电阻R1和储能元件120为并联关系，一起支撑母线的电压。

在一个实施例中，储能子模块还包括第一开关K1和第二开关K2，第一开关K1与模块化多电平换流器110并联，储能元件120通过第二开关K2与模块化多电平换流器110连接。其中，第一开关K1设置在模块化多电平换流器110的第一侧端子A之间，储能元件120的一端通过第二开关K2与模块化多电平换流器110的一个第二侧端子B连接，储能元件120的另一端与与模块化多电平换流器110的另一个第二侧端子B连接，第一开关K1作为储能子模块的旁路开关。可根据实际需要控制第一开关K1和第二开关K2的通断，将储能子模块旁路，或将储能元件120断开与模块化多电平换流器110的连接，提高储能子模块的使用便利性。

进一步地，在一个实施例中，储能子模块还包括第二电阻R2和第三开关K3，第二电阻R2和第三开关K3串联后与第二开关K2并联。当限压元件130设置在模块化多电平换流器110的第二侧端子B间时，限压元件130与储能元件120并联，可通过切换第二开关K2和第三开关K3的通断状态，控制储能元件120是直接与模块化多电平换流器110连接，还是通过第二电阻R2与模块化多电平换流器110连接。可根据实际需要控制第二开关K2和第三开关K3的通断，控制储能元件120是直接与模块化多电平换流器110连接，还是通过第二电阻R2与模块化多电平换流器110连接，进一步提高储能子模块的使用便利性。

在一个实施例中，还提供了一种储能装置，包括两个以上的上述储能子模块。其中，各储能子模块的第一侧端子作为连接端口用于串联接入主电路拓扑，例如，将各储能子模块的连接端口串联后可接入交流母线或直流母线。

为便于更好地理解上述储能装置及其储能子模块，下面结合具体实施例进行详细解释说明。

当交直流系统出现过电压时，引起过电压的外部因素有：开关操作、故障清楚、雷击和甩负荷等，这些事件一般不会引起系统停运，即要求储能设备也不能脱网。引起过电压的内部因素有：某些位置的接地故障、短路以及控制故障，这些故障可能导致线路切除，储能设备可以脱网。

新型储能的拓扑结构中，在子模块直流侧同时并联有电池，而电池的瞬态过压应力很低，基本只能工作在额定状态，即使毫秒的故障，过压应力也很小。发生故障时，即使全部闭锁，系统一样会不控整流给电池充电。旁路开关也无法应用，因为需要支撑系统电压，全部闭合旁路开关会导致系统短路。跳闸时间上也来不及，从发生故障到脱网时间，有故障检测时间、判断时间以及断路器跳闸时间等，时间需要百十毫秒级，该时间对电池的过压应力要求一样很高。

因此，只能靠增加子模块的电池串联数量，或者给子模块加装限压装置，系统级操作过压峰值会达到2～3pu(per unit，标幺值)，仅为了限制过压，成倍的增加电池串联数量显然不合理，串联级数越多，均衡控制可靠性越复杂。因此，给子模块加限压装置，可以大大节省电池成本、体积重量和降低控制难度、增加可靠性等。尤其对于新型产品交流直挂储能，其中性点不接地，系统只有对地避雷器保护，无母线对中性点避雷器保护；以及新兴一些配电网储能装置，储能阀厅交直流侧都为不接地系统；以及一些柔直换流站加中间直流直挂储能工程，储能阀也无直接接地点。即，系统级避雷器只能保护设备对地绝缘耐压水平，无法直接或间接保护电池过压应力，因此更需要对子模块进行保护。

针对上述问题，本申请提出一种基于过压保护的储能子模块拓扑方案，通过在储能子模块上并联压敏电阻、避雷器或者TVS管等限压元件，储能子模块可以是采用全桥或半桥结构。以MMC的第一侧端子作为交流侧端子，第二侧端子作为直流侧端子为例，压敏电阻或避雷器的加装位置有两处，一处为MMC的交流侧端子间，另一处为安装在直流侧与电池并联。图3所示为半桥储能子模块中压敏电阻或避雷针在交流侧的安装位置，图4所示为半桥储能子模块中压敏电阻或避雷针在直流侧的安装位置，图5为全桥储能子模块中压敏电阻或避雷针在交流侧的安装位置，图6为全桥储能子模块中压敏电阻或避雷针在直流侧的安装位置。TVS管安装位置只有一处，即安装在直流侧与电池并联。图7为半桥储能子模块中TVS管在直流侧的安装位置，图8为全桥储能子模块中TVS管在直流侧的安装位置。由于储能子模块中电池成本、体积和质量所占成分最大，加装压敏电阻等限压元件不会引起对成本、质量、体积和结构较大的改变。

具体地，储能子模块的拓扑结构为，采用全桥或半桥IGBT管及反并联二极管器件，用作完成交直流变换，直流侧电容用来吸收直流侧纹波电压及动态均压，直流侧电阻用来静态均压，直流侧电池用来提供电能，直流侧电容、电阻、电池为并联关系，一起支撑母线的电压。每个储能子模块有一个连接端口用于串联接入主电路拓扑。当外部交流母线或直流母线产生过电压时，会直接传递到储能子模块连接端口，此时即使储能装置闭锁也会通过二极管不控整流给直流侧充电，导致电池过电压升高。改进的储能子模块拓扑结构为，在以上基础上加装限压元件。

方案1

限压元件选取压敏电阻或避雷器。储能子模块拓扑方案见图3至图6。压敏电阻或避雷器是一种具有非线性伏安特性的电阻器件，主要用于在电路承受过压时进行电压钳位，吸收多余的能量以保护敏感器件。压敏电阻是一种限压型保护器件。利用压敏电阻的非线性特性，当过电压出现在压敏电阻的两极间，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护。压敏电阻的响应时间为ns级，针对储能子模块的过电压保护其响应速度可以满足要求。压敏电阻在不导通时相当于很大的绝缘电阻。当加在压敏电阻上的电压低于它的阈值时，流过它的电流极小，它相当于一个阻值无穷大的电阻。也就是说，当加在它上面的电压低于其阈值时，它相当于一个断开状态的开关。

当电网系统产生过压时，储能子模块交流侧端子电压升高，达到设定动作电压值时，压敏电阻或避雷器动作，将其电压钳位在某个过压倍数之下(根据系统需要及设备应力自主设计选型)，此时大电流主要通过压敏电阻或避雷器，不会继续流过其它器件，从而电池和电容器不会再被充电，避免其过压。同时，加装位置在交流侧时，外部过压会直接使压敏电阻或避雷器导通，从而直流侧限制在钳位电压值处；加装在直流侧时，外部过压给直流侧充电，达到压敏电阻或避雷器动作电压时，电压被限制在钳位电压值处，两处加装位置不同，但最终都会实现对直流侧电池过压应力的保护。

当系统过电压消失时，压敏电阻或避雷器端电压恢复到动作电压之下，则又恢复到绝缘电阻状态，系统中相当于断路，具备自恢复能力。在设计压敏电阻或避雷器时，可结合长期运行电压、1mA动作电压、操作过电压对应残压保护水平以及吸能大小进行考虑。

方案2

限压元件选取稳压二极管。储能子模块拓扑方案见图7和图8。

稳压二极管的伏安特性曲线的正向特性和普通二极管差不多，反向特性是在反向电压低于反向击穿电压时，反向电阻很大，反向漏电流极小。但是，当反向电压临近反向电压的临界值时，反向电流骤然增大，称为击穿，在这一临界击穿点上，反向电阻骤然降至很小值。尽管电流在很大的范围内变化，而二极管两端的电压却基本上稳定在击穿电压附近，从而实现了二极管的稳压功能。

基于稳压二极管正向导通、反向击穿稳压特性，其安装位置选择在直流侧，即与电容器和电池组并联，而不能安装在交流侧。常态下，稳压二极管因为电池电压方向上正下负，处于反向关断状态，当系统电压升高，整流到直流侧达到击穿电压时，稳压二极管实现稳压功能。

本申请对储能子模块进行二次设计改造，通过改进子模块拓扑，可以在储能模块不脱网情况下，有效保护系统过压。方案易于工程实现，无论压敏电阻还是避雷器或者TVS管等，都在其它电力领域中应用成熟。通过每个储能子模块限压，可以大大降低电池数量，从而降低成本、体积、重量等。此外，本申请提供的方案对阀塔和阀厅设计的影响很小，成本非常低，实现过程简单，运行安全可靠，更能防止系统过压时，因储能阀高穿不足，频繁脱网造成的功能缺失和暂态不稳定。

以上所述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实用新型专利范围的限制。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)

1.一种储能装置的储能子模块，其特征在于，包括模块化多电平换流器、储能元件和限压元件，所述限压元件与所述模块化多电平换流器并联，所述储能元件与所述模块化多电平换流器并联。

2.根据权利要求1所述的储能子模块，其特征在于，所述限压元件包括与所述模块化多电平换流器的第一侧端子连接的压敏电阻或避雷器；所述第一侧端子用于连接外部电网。

3.根据权利要求1所述的储能子模块，其特征在于，所述限压元件包括与所述模块化多电平换流器的第二侧端子连接的压敏电阻、避雷器或稳压二极管；所述第二侧端子连接所述储能元件。

4.根据权利要求1所述的储能子模块，其特征在于，所述模块化多电平换流器为由开关组件构成的半桥换流器。

5.根据权利要求1所述的储能子模块，其特征在于，所述模块化多电平换流器为由开关组件构成的全桥换流器。

6.根据权利要求4或5所述的储能子模块，其特征在于，所述开关组件包括开关管和二极管，所述二极管的阴极与所述开关管的输入端连接，所述二极管的阳极与所述开关管的输出端连接。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的储能子模块，其特征在于，所述储能子模块还包括电容和第一电阻，所述电容和所述第一电阻并联，且与所述模块化多电平换流器并联。

8.根据权利要求1-4任意一项所述的储能子模块，其特征在于，所述储能子模块还包括第一开关和第二开关，所述第一开关与所述模块化多电平换流器并联，所述储能元件通过所述第二开关与所述模块化多电平换流器连接。

9.根据权利要求8所述的储能子模块，其特征在于，所述储能子模块还包括第二电阻和第三开关，所述第二电阻和所述第三开关串联后与所述第二开关并联。

10.一种储能装置，其特征在于，包括两个以上的如权利要求1-9任意一项所述的储能子模块。

Images