储能装置以及柔性直流输电系统的制作方法

本技术属于柔性直流输电领域，具体涉及一种储能装置以及柔性直流输电系统。

背景技术：

1、为加强柔性直流输电系统的有功功率调节能力，充分发挥柔性直流输电系统参与电网支撑的作用，柔性直流输电系统用储能装置具有重要的研究意义和广泛的应用前景。

2、柔性直流输电系统用储能装置主要具有以下三点作用：(1)柔性直流输电是新能源并网的有效方式，通过将储能装置应用于柔性直流输电系统可有效平抑新能源固有的波动特性对电网的不利影响。(2)通过将储能装置应用于柔性直流输电系统可降低故障对电网造成的功率冲击，提高电力系统的稳定性和安全性。(3)功率盈余是威胁柔性直流输电系统安全稳定运行的重要问题，通过应用储能装置存储盈余功率，可保障系统故障穿越能力，提高柔性直流输电系统的运行可靠性。

3、按照储能位置的不同，存在交流侧储能、柔直阀储能和直流侧储能这三种技术路线。其中交流侧储能方案具有应用场景的局限性，不适用于海上风电经柔性直流送出的应用场景；柔直阀储能方案在柔直阀的子模块内加装储能元件，大大增加子模块体积和造价，且电池消防隐患、寿命无法和换流阀匹配等问题突出。

4、但是，现有的储能系统方案中，储能装置需要同时实现支撑和耗能功能，需要确保储能装置的功率接近柔性直流输电系统额定功率或者与柔性直流输电系统额定功率保持一致，因此储能装置的成本过高。

技术实现思路

1、本技术提供一种储能装置以及柔性直流输电系统，能够降低储能装置的成本。

2、为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种储能装置，所述储能装置连接于柔性直流输电系统的受端换流器的正极直流母线与负极直流母线之间，且包括储能电池，其中所述储能电池在所述柔性直流输电系统的正常工作时，以第一功率进行充电和/或放电，所述储能电池在所述受端换流器出现送出故障时，以第二功率进行充电和/或放电，其中所述第二功率大于所述第一功率。

3、通过利用储能电池的较大的第二功率，来实现柔性直流输电系统盈余功率的吸收，再利用储能电池的较小的第一功率，来进行日常储能及释放，降低了储能装置的功率，从而缩减了储能装置的成本。

4、在一些实施方式中，所述第一功率小于或等于所述储能电池的额定功率，所述第二功率大于所述储能电池的额定功率。

5、此种方式确定储能电池的额定功率小于第二功率，因此需要的储能电池的功率会较小，降低了储能装置的功率，从而缩减了储能装置的成本。

6、在一些实施方式中，所述第二功率不小于所述第一功率的5倍，且所述第二功率不大于所述第一功率的7倍。

7、储能电池的第二功率对应柔性直流输电系统的功率，因此，储能电池的额定功率仅需要柔性直流输电系统的功率的20％左右即可，降低了储能装置的功率，从而缩减了储能装置的成本。

8、在一些实施方式中，所述储能电池以所述第一功率进行放电的放电时长不小于1分钟。

9、此种方式能够确保储能电池能够进行正常放电。

10、在一些实施方式中，每所述储能电池以所述第一功率进行放电的放电时长不小于2小时。

11、此种方式能够确保储能电池的正常工作。

12、在一些实施方式中，在所述柔性直流输电系统的送端换流器能够响应于所述送出故障进行电压调节时，所述储能电池以所述第二功率进行充电的充电时长不小于200毫秒，或者在所述柔性直流输电系统的送端换流器无法响应于所述送出故障进行电压调节时，所述储能电池以所述第二功率进行充电的充电时长不小于1秒。

13、通过储能电池的第二功率的充电时长保证了储能电池在柔性直流输电系统故障时可以进行紧急的储电，防止柔性直流输电系统损坏。

14、在一些实施方式中，在所述柔性直流输电系统的送端换流器能够响应于所述送出故障进行电压调节时，所述储能电池以所述第二功率进行充电的充电时长不大于500毫秒，或者在所述柔性直流输电系统的送端换流器无法响应于所述送出故障进行电压调节时，所述储能电池以所述第二功率进行充电的充电时长不大于2秒。

15、可以进一步保证储能电池在柔性直流输电系统故障时可以进行紧急的储电，防止柔性直流输电系统损坏。

16、在一些实施方式中，所述储能装置包括串联于所述正极直流母线与所述负极直流母线之间的多个储能模块，第一个所述储能模块的第一引线端与所述正极直流母线连接，其余所述储能模块的第一引线端与前一个所述储能模块的第二引线端连接，最后一个所述储能模块的第二引线端连接所述负极直流母线，其中每个所述储能模块包括所述储能电池和开关切换电路，所述开关切换电路在第一状态下将同一所述储能模块内的所述储能电池连接于的所述第一引线端和所述第二引线端之间，在第二状态下将同一所述储能模块内的所述第一引线端和所述第二引线端短接。

17、储能模块之间通过串联的方式连接，灵活接入储能模块，并在第二状态下可以保护储能模块，防止储能模块过载烧毁。

18、在一些实施方式中，所述开关切换电路包括第一开关模块和第二开关模块，其中所述第一开关模块的第一连接端连接所述储能电池的正极，所述第一开关模块的第二连接端连接所述第二开关模块的第一连接端，所述第二开关模块的第二连接端连接所述储能电池的负极，所述第一引线端连接于所述第一开关模块的第二连接端和所述第二开关模块的第一连接端之间，所述第二引线端连接于所述第二开关模块的第二连接端与所述储能电池的负极之间。

19、通过此种方式，来控制储能电池的工作状态，使得储能电池的接入及充放电更加顺畅。

20、在一些实施方式中，所述第一开关模块包括第一igbt和第一二极管，所述第一开关模块的第一连接端和第二连接端分别对应于所述第一igbt的集电极和发射极，所述第一二极管的负极连接所述第一开关模块的第一连接端，所述第一二极管的正极连接所述第一开关模块的第二连接端；所述第二开关模块包括第二igbt和第二二极管，所述第二开关模块的第一连接端和第二连接端分别对应于所述第二igbt的集电极和发射极，所述第二二极管的负极连接所述第二开关模块的第一连接端，所述第二二极管的正极连接所述第二开关模块的第二连接端。

21、通过igbt与二极管的配合，能够使开关模块灵活地进行开关，方便快捷。

22、在一些实施方式中，每个所述储能模块进一步包括缓冲电路，所述缓冲电路用于对所述储能模块内的电流进行滤波。

23、缓冲电路被用来对储能模块中的功率、电压进行灵活调节，且可以优化电能质量。

24、在一些实施方式中，所述储能装置包括与所述多个储能模块串联的平波电抗器。

25、平波电抗器能够对储能模块进行稳波，从而使储能装置中的电流更加平稳。

26、为解决上述技术问题，本技术采用的另一个技术方案是：提供一种柔性直流输电系统，所述柔性直流输电系统包括如上述任意一项所述的储能装置。

27、通过上述方式，利用储能电池的较大的第二功率，来实现柔性直流输电系统盈余功率的吸收，再利用储能电池的较小的第一功率，来进行日常储能及释放，降低了储能装置的功率，从而缩减了储能装置以及柔性直流输电系统的成本。