技术领域
[0001] 本实用新型涉及
电子电路领域中并离网
电能变换装置，具体是一种新型储能变流器系统拓扑结构。
背景技术
[0002] 现有储能变流器直流侧多为一条支路。交流
电网通过充电控制单元，即全控
整流桥输出可控直流
电压电流，直流侧通过
开关控制单元接到
电池或超级电容等
能量存储单元，通过直流
母线电压
采样单元和电池电压采样单元判断直流开关的闭合，能量存储单元通过单个模
块串并联提升容量。
[0003] 现有拓扑结构中，储能变流器的直流侧只支持一组能量存储单元，无法解决多组能量存储单元电压不均时的并联使用。实用新型内容
[0004] 在下文中给出了关于本实用新型
实施例的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，以下概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0005] 根据本
申请的一个方面，提供一种新型储能变流器系统拓扑结构，其包括直流侧拓扑结构和交流侧拓扑结构；所述直流侧拓扑结构包括充电控制单元、
直流母线电压检测单元、电池电压检测单元、开关控制单元以及多个能量存储单元，所述开关控制单元包括多个直流开关，每个直流开关连接有熔断器和能量存储单元；所述充电控制单元用于控制储能变流器为直流母线充电，所述直流母线电压检测单元用以检测直流母线的电压，所述电池电压检测单元用以检测电池的电压，所述开关控制单元用于根据直流母线电压检测单元采集的电压和电池电压检测单元采集的电压的压差来控制相应电池所在支路的直流开关的断开或者闭合；其中，充电控制单元与开关控制单元之间串接有直流
隔离开关。直流隔离开关可以是隔离开关或者
断路器。
[0006] 其中，直流开关与熔断器和能量存储单元的连接方式为：直流开关的第一侧连接熔断器，第二侧连接能量存储单元；或者是：直流开关串接熔断器后连接能量存储单元。
[0007] 作为一种可行的方案，所述交流侧拓扑结构包括依次串接的隔离开关QS、熔断器、电容和电感。
[0008] 作为第二种可行的方案，所述交流侧拓扑结构包括依次串接的断路器QF、熔断器、电容和电感。
[0009] 作为第三种可行的方案，所述交流侧拓扑结构包括依次串接的隔离开关 QS、熔断器、第一电感、电容和第二电感。第一电感、电容和第二电感形成LCL
滤波器。
[0010] 采用本申请的拓扑结构，与现有拓扑相比，可以连接多个
电池组，达到了支持不同电压电池组并联使用的效果，不需电池组和储能变流器一对一适配；直流隔离开关放在充电控制单元直流
输出侧，节省了直流隔离开关的使用数量，简化了储能变流器整机的结构设计，降低了整机的成本。此外，通过将直流隔离开关放在充电控制单元与开关控制单元之间，而非开关控制单元与能量存储单元之间，可以减少直流隔离开关的使用数量，方便整机布置。
附图说明
[0011] 本实用新型可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本
说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本实用新型的优选实施例和解释本实用新型的原理和优点。在附图中：
[0012] 图1是实施例1中本申请的新型储能变流器系统拓扑图；
[0013] 图2是实施例2中交流侧使用断路器的拓扑结构图；
[0014] 图3是实施例3中交流侧使用LCL滤波单元的拓扑结构图；
[0015] 图4是实施例4中直流侧
接触器和熔断器
位置互换的拓扑结构图(直流接触器处于近充电控制单元侧)；
[0016] 图5是实施例5中直流侧使用断路器的拓扑结构图。
具体实施方式
[0017] 下面将参照附图来说明本实用新型的实施例。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”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，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本实用新型无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
[0018] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0019] 本
专利提供多组能量存储单元电压不均时的并联使用方案，通过系统拓扑设计减少直流断路器或隔离开关使用数量。
[0020] 具体的，本实用新型的储能变流器系统拓扑结构，其包括直流侧拓扑结构和交流侧拓扑结构。
[0021] 其中，直流侧拓扑结构包括充电控制单元、直流母线电压检测单元、电池电压检测单元、开关控制单元以及多个能量存储单元，开关控制单元包括多个直流开关，每个直流开关连接有熔断器和能量存储单元，其连接方式可以是：直流开关的第一侧连接熔断器，第二侧连接能量存储单元；也可以是：直流开关串接熔断器后连接能量存储单元。其中，直流开关为直流接触器。
[0022] 充电控制单元与开关控制单元之间串接有直流隔离开关。直流隔离开关可以是隔离开关或者断路器。
[0023] 充电控制单元用于控制储能变流器为直流母线充电，直流母线电压检测单元用以检测直流母线的电压，电池电压检测单元用以检测电池的电压，开关控制单元用于根据直流母线电压检测单元采集的电压和电池电压检测单元采集的电压的压差来控制相应电池所在支路的直流开关的断开或者闭合。一般的，直流母线电压检测单元由电压比较器和电压跟随器构成，同样的，电池电压检测单元电压也可由比较器和电压跟随器构成。
[0024] 交流侧拓扑结构包括依次串接的开关模块、熔断器以及滤波单元，其中开关模块可以是隔离开关，也可以是断路器，滤波单元可以采用电容和电感的组合，或者采用电感、电容和电感的组合。
[0025] 其原理如下：如图1所示，储能变流器交流
输入侧经过交流隔离开关QS1 加熔断器(熔丝)FU1～FU3做保护，经过LC滤波单元，充电控制单元采用全桥控制；直流母线正极输出接入隔离开关QS2，直流母线负极通过熔断器FU4 接入直流隔离开关QS2；QS2输出分成多个支路，各支路正极使用熔断器 FU5～FU(n+4)做
短路保护，采用直流接触器K1～Kn做各支路闭合充放电开关，通过母线电压检测单元和电池电压检测单元做直流接触器闭合判断逻辑。
[0026] 直流隔离开关QS2放在充电控制单元与开关控制单元之间，而非开关控制单元与能量存储单元之间，可以减少直流隔离开关的使用数量，方便整机布置。
[0027] 实施例1
[0028] 作为一个具体的实例，参见图1，本实施例中的新型储能变流器系统拓扑结构中，交流侧拓扑结构包括依次串接的隔离开关QS1、熔断器(FU1～FU3)、电容C和电感L。直流侧拓扑结构中，直流开关的第一侧连接熔断器，第二侧连接能量存储单元。直流隔离开关为隔离开关QS2。
[0029] 实施例2
[0030] 作为一个具体的实施例，参见图2，交流侧拓扑结构包括依次串接的断路器 QF1、电容C和电感L。直流侧拓扑结构中，直流开关的第一侧连接熔断器，第二侧连接能量存储单元。直流隔离开关为隔离开关QS2。
[0031] 实施例3
[0032] 本实施例中的新型储能变流器系统拓扑结构中，参见图3，交流侧拓扑结构包括依次串接的隔离开关QS1、熔断器、第一电感L1、电容C和第二电感L。第一电感L1、电容C和第二电感L形成LCL滤波器。直流侧拓扑结构中，直流开关的第一侧连接熔断器，第二侧连接能量存储单元。直流隔离开关为隔离开关QS2。
[0033] 实施例4
[0034] 本实施例中的新型储能变流器系统拓扑结构中，参见图4，交流侧拓扑结构包括依次串接的隔离开关QS1、熔断器、电容和电感。直流侧拓扑结构中，直流开关依次串接熔断器和能量存储单元。直流隔离开关为隔离开关QS2。
[0035] 实施例5
[0036] 本实施例中的新型储能变流器系统拓扑结构中，参见图5，交流侧拓扑结构包括依次串接的隔离开关QS1、熔断器、电容和电感。直流侧拓扑结构中，直流开关依次串接熔断器和能量存储单元。直流隔离开关为断路器QF2。
[0037] 实施例6
[0038] 本实施例中的新型储能变流器系统拓扑结构中，交流侧拓扑结构包括依次串接的隔离开关QS1、熔断器、电容和电感。直流侧拓扑结构中，直流开关的第一侧连接熔断器，第二侧连接能量存储单元。直流隔离开关为断路器QF2。
[0039] 采用本
发明所示拓扑，与现有拓扑相比，可以连接多个电池组，达到了支持不同电压电池组并联使用的效果，不需电池组和储能变流器一对一适配；直流隔离开关放在充电控制单元直流输出侧，节省了直流隔离开关的使用数量，简化了储能变流器整机的结构设计，降低了整机的成本。
[0040] 应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
[0041] 尽管上面已经通过对本实用新型的具体实施例的描述对本实用新型进行了披露，但是，应该理解，上述的所有实施例和示例均是示例性的，而非限制性的。本领域的技术人员可在所附
权利要求的精神和范围内设计对本实用新型的各种
修改、改进或者等同物。这些修改、改进或者等同物也应当被认为包括在本实用新型的保护范围内。
