储能簇的开路电压等于I个储能簇的所有储能模块的开路电压之和，I个储能簇的输出电压等于I个储能簇的所有储能模块的输出电压之和，I个储能簇的模拟内阻等于I个储能簇的所有储能模块的模拟内阻之和。
[0044]储能簇具有2种控制模式，第I种是电压源，在储能簇的功率调节范围内稳定直流母线的电压于直流母线电压设定值，直流母线电压设定值由监控系统或储能簇控制器给出，储能簇控制器通过与其管理的每个双向DC/DC变流器通信并更改设置每个储能模块的开路电压队和模拟内阻R来实现对储能簇输出电压即直流母线电压的实时控制；第2种是电流源，储能簇的充电功率或放电功率由监控系统或储能簇控制器给出，储能簇控制器通过与其管理的每个双向DC/DC变流器通信并更改设置每个储能模块的开路电压Utj和模拟内阻R来实现对储能簇功率的实时控制。
[0045]参见图6，为本发明实施实例公开的一种储能模块的双向DC/DC变流器低压端为超级电容，高压端为普通电容(含电解电容和薄膜电容)的模块化储能系统示意图；因为超级电容是功率型储能元件，所以储能系统具有功率型储能系统特性，本模块化储能系统具有3级均衡功能，对超级电容的一致性要求低，能提高超级电容的使用寿命，便于组装、扩展、维护，通过储能模块的串联能构成高压储能簇，通过储能簇的并联能构成高功率的的储能系统。
[0046]参见图7，为本发明实施实例公开的一种超级电容和电池组复合的模块化储能系统示意图，一部分储能簇的储能模块的双向DC/DC变流器低压端为电池组，高压端为普通电容(含电解电容和薄膜电容)，一部分储能簇的储能模块的双向DC/DC变流器低压端为超级电容，高压端为普通电容(含电解电容和薄膜电容)；储能系统集成了功率型储能元件和能量型储能元件，使储能系统具有功率特性和能量特性，能提高能量型储能元件电池组的寿命，并发挥功率型储能元件在瞬时大功率充电、放电的特性。
【主权项】
1.一种模块化的储能系统，其特征在于，包括: 储能系统由多I个储能簇并联组成，由I个监控系统管理所有的储能簇，I个储能簇由^ I个储能模块串联组成，即I个储能模块的正极接下I个储能模块的负极，负极接上一个储能模块的正极； I个储能簇控制器管理I个储能簇的所有储能模块，I个储能簇内的储能模块是一致的，当储能系统内包含2种以上的的储能模块时，同一种储能模块组成多I个储能簇后，再与其它储能模块组成的储能簇并联； 所述储能系统具有3级均衡功能，对储能元件的一致性要求低，能提高储能元件的使用寿命，便于组装、扩展、维护，通过储能模块的串联能构成高压储能簇，通过储能簇的并联能构成大容量的储能系统。2.根据权利要求1所述的一种模块化的储能系统，其特征在于: 储能模块由储能元件、储能管理单元、双向DC/DC变流器、开关组成；1个储能模块内包含2种储能元件，2种储能元件分别接于双向DC/DC变流器的2端，储能元件包含能量型储能元件和功率型储能元件，I个储能模块至多包含I个能量型储能元件且至少包含I个功率型储能元件； 当储能模块的能量型储能元件是电池组时，电池管理单元对电池组进行全面的管理，具有检测电芯的电压和温度、电池组电压、充放电电流、绝缘电阻并估算电池组SOC(荷电状态)、电池组SOH (健康状态)的功能，并具有与监控系统和双向DC/DC变流器的通讯接口和通讯功能。3.根据权利要求1所述的一种模块化的储能系统，其特征在于: 双向DC/DC变流器2端具有电压差，低压端的电压始终低于高压端电压；储能多的储能元件位于低压端，当储能模块含有能量型储能元件时，能量型储能元件位于双向DC/DC变流器的低压端，功率型储能元件位于双向DC/DC变流器的高压端，当储能模块不含有能量型储能元件时，储能多的功率型储能元件位于双向DC/DC变流器的低压端，储能少的功率型储能元件位于双向DC/DC变流器的高压端；双向DC /DC变流器自动控制能量在2种储能元件之间交换。4.根据权利要求1所述的一种模块化的储能系统，其特征在于: 储能模块的正极和负极通过I个开关相连；1个储能簇内，双向DC/DC变流器的高压端正极与位于此高压端的功率型储能元件的正极相连，并通过I个开关与储能模块正极相连，双向DC/DC变流器的高压端负极与位于此高压端的功率型储能元件的负极相连； 储能模块正常运行时，双向DC/DC变流器控制闭合双向DC/DC变流器的高压端正极与储能模块正极之间的开关，断开储能模块正极和储能模块负极之间的开关； 当储能模块与储能簇需要隔离时，双向DC/DC变流器控制断开双向DC/DC变流器的高压端正极与储能模块正极之间的开关，闭合储能模块正极和储能模块负极之间的开关；当储能模块重新接入储能簇时，双向DC/DC变流器控制闭合双向DC/DC变流器的的高压端正极与储能模块正极之间的开关，断开储能模块正极和储能模块负极之间的开关。5.根据权利要求1所述的一种模块化的储能系统，其特征在于: 储能模块正常运行时，其输出端是具有模拟内阻的电压源，具有2个控制变量，I个是开路电压Utj，一个是模拟内阻R，当储能模块的输出电流为1_时(储能模块放电为正，充电为负)，储能模块的输出电压为U，以下公式成立A=UtrIwt*!?； 双向DC/DC变流器具有检测储能模块的输出电流、双向DC/DC变流器的2端储能元件的输出电压和双向DC/DC变流器高压端的输出电流功能，采用电压外环、电流内环的控制方式，自动控制能量在2种储能元件之间交换； 默认I个储能簇内的每个储能模块的2个控制变量UpR是相同的，这2个控制变量通过双向DC/DC变流器和储能簇控制器更改设置，I个储能簇运行时，储能簇的输出电流Iwt是储能簇内每个储能模块的输出电流，每个储能模块的输出功率就是U*Iwt，因此，通过更改U0、R就可以改变储能模块的输出电压U和储能模块输出功率υ*Ι_，间接改变位于双向DC/DC变流器低压端的储能元件的充电功率和放电功率。6.根据权利要求1所述的一种模块化的储能系统，其特征在于: I个储能簇的开路电压等于I个储能簇的所有储能模块的开路电压之和，I个储能簇的输出电压等于I个储能簇的所有储能模块的输出电压之和，I个储能簇的模拟内阻等于I个储能簇的所有储能模块的模拟内阻之和； 储能簇具有2种控制模式: 第I种是电压源，在储能簇的功率调节范围内稳定直流母线的电压于直流母线电压设定值，直流母线电压设定值由监控系统或储能簇控制器给出，储能簇控制器与其管理的每个双向DC/DC变流器通信并更改设置每个储能模块的开路电压Utj和模拟内阻R来实现对储能簇输出电压即直流母线电压的实时控制； 第2种是电流源，储能簇的充电功率或放电功率由监控系统或储能簇控制器给出，储能簇控制器与其管理的每个双向DC/DC变流器通信并更改设置每个储能模块的的开路电压Utj和模拟内阻R来实现对储能簇的充电功率或放电功率的实时控制。7.根据权利要求1所述的一种模块化的储能系统，其特征在于: 储能系统具有3级均衡，第I级是储能模块内储能元件单体之间的均衡，由储能管理单元均衡储能元件的单体之间的电压差，第2级是一个储能簇内的储能模块之间均衡，由储能簇控制器或监控系统均衡同一个储能簇的双向DC/DC变流器的低压端储能元件之间的电压差，第3级是储能簇之间的均衡，由监控系统均衡不同储能簇的双向DC/DC变流器的低压端储能元件之间的电压差。
【专利摘要】本发明公开一种模块化的储能系统，由≥1个储能簇并联组成，由1个监控系统管理所有的储能簇，1个储能簇由≥1个储能模块串联组成，1个储能簇控制器管理1个储能簇的所有储能模块；储能模块由储能元件、储能管理单元、双向DC/DC变流器、开关组成；1个储能模块内包含2种储能元件，2种储能元件分别接于双向DC/DC变流器的2端；1个储能簇内的储能模块是一致的，当储能系统内包含2种以上的储能模块时，同一种储能模块组成≥1个储能簇后，再与其它储能模块组成的储能簇并联；储能系统具有3级均衡，对储能元件的一致性要求低，通过储能模块的串联能构成高压储能簇，通过储能簇的并联能构成大容量的储能系统。
【IPC分类】H02J15/00
【公开号】CN104993602
【申请号】CN201510343962
【发明人】不公告发明人
【申请人】北京清能世福科技有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月22日