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5、2。儲(chǔ)能單元5 2，1、儲(chǔ)能單元的選擇要滿足應(yīng)用的需求，滿足其功能定位的實(shí)現(xiàn)、但電池的性能和技術(shù)成熟度影響電池的成組方式 電池組電壓.容量。能量.進(jìn)而影響功率變換系統(tǒng)的選擇和儲(chǔ)能單元的選擇.另一方面 功率變換系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)影響電池的成組方式及其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和儲(chǔ)能單元的選擇，劃分,所以規(guī)定儲(chǔ)能單元應(yīng)根據(jù)電站容量，接入電壓等級(jí).應(yīng)用需求、功率變換系統(tǒng)性能和電池的特性和要求及設(shè)備短路電流耐受能力設(shè)計(jì)，5、2。3，直流側(cè)電壓需滿足電池組充、放電的最高，最低電壓范圍.并考慮一定的裕度 直流側(cè)最大輸出電壓應(yīng)不小于公式，1。的要求。直流側(cè)最小輸出電壓應(yīng)不大于公式，2。的要求，式中，ns,電池組等效串聯(lián)電池單體數(shù)量,Kumax Kumin、功率變換系統(tǒng)輸出電壓裕度系數(shù)、Kumax一般取1，00.1 15.Kumin一般取0。85、0，90.Ucmax.單體電池最大充電電壓，V.Ucmin.單體電池最小放電電壓 V，目前的實(shí)際工程中.考慮設(shè)備的耐壓水平，一般鋰離子電池系統(tǒng)直流側(cè)電壓不高于900V、全釩液流電池系統(tǒng)直流側(cè)電壓不高于600V，結(jié)合設(shè)備的生產(chǎn)發(fā)展水平，綜合考慮直流側(cè)電壓不宜高于1kV.5 2、4,電池組的成組方式及其連接拓?fù)鋺?yīng)與功率變換系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相匹配，功率變換系統(tǒng)常見(jiàn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1、圖7所示,1 一級(jí)變換拓?fù)湫?一級(jí)變換拓?fù)湫?僅含AC DC環(huán)節(jié)的單級(jí)式功率變換系統(tǒng)，如圖1所示。電池經(jīng)過(guò)串并聯(lián)后直接連接AC、DC的直流側(cè)、此種功率變換系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。能耗相對(duì)較低 但儲(chǔ)能單元容量選擇缺乏靈活性、適用于獨(dú)立分布式儲(chǔ)能并網(wǎng).圖1。僅含AC DC環(huán)節(jié)的功率變換系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 為了擴(kuò)容方便,僅含AC，DC環(huán)節(jié)的功率變換系統(tǒng)可擴(kuò)展為僅含AC DC環(huán)節(jié)共交流側(cè)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、如圖2所示、采用模塊化連接.配置更加靈活 當(dāng)個(gè)別電池組或AC DC環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障時(shí) 儲(chǔ)能系統(tǒng)仍可工作。但導(dǎo)致電力電子器件增多.控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，圖2。僅含AC DC環(huán)節(jié)共交流側(cè)的功率變換系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、2.兩級(jí)變換拓?fù)湫?，兩?jí)變換拓?fù)湫?含AC。DC和DC、DC環(huán)節(jié)的雙極式功率變換系統(tǒng)，如圖3所示，雙向DC.DC環(huán)節(jié)主要是進(jìn)行升 降壓變換。提供穩(wěn)定的直流電壓 此種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的功率變換系統(tǒng)適應(yīng)性強(qiáng),由于DC,DC環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)直流電壓的升降.使容量配置更加靈活.適用于配合間歇性,波動(dòng)性較強(qiáng)的分布式電源接入。抑制其直接并網(wǎng)可能帶來(lái)的電壓波動(dòng)，但由于DC.DC環(huán)節(jié)的存在、使得功率變換系統(tǒng)效率降低，圖3,含AC.DC和DC,DC環(huán)節(jié)的功率變換系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，為了擴(kuò)容方便,雙極式功率變換系統(tǒng)可擴(kuò)展為含AC。DC和DC。DC環(huán)節(jié)的共直流側(cè)或共交流側(cè)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu).如圖4和圖5所示、圖4、含AC.DC和DC、DC環(huán)節(jié)共直流側(cè)的功率變換系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖5.含AC，DC和DC。DC環(huán)節(jié)共交流側(cè)的功率變換系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu).3 H橋鏈?zhǔn)酵負(fù)湫?。H橋鏈?zhǔn)焦β首儞Q系統(tǒng).如圖6和圖7所示、采用多個(gè)功率模塊串聯(lián)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)高壓輸出、需要實(shí)現(xiàn)高壓時(shí) 只需簡(jiǎn)單增加功率模塊數(shù)即可，避免電池的過(guò)多串聯(lián)、每個(gè)功率模塊的結(jié)構(gòu)相同，容易進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)和封裝、每個(gè)功率模塊都是分離的直流電源。之間彼此獨(dú)立，對(duì)一個(gè)單元的控制不會(huì)影響其他單元,圖6，H橋鏈?zhǔn)焦β首儞Q系統(tǒng) Y型接法、一級(jí)變換拓?fù)?。兩?jí)變換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的功率變換系統(tǒng)一般適用于儲(chǔ)能單元容量不大于1MW的場(chǎng)合。當(dāng)儲(chǔ)能單元能量較高時(shí)，為避免多電池組的并聯(lián) 可采用兩級(jí)變換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) H橋鏈?zhǔn)酵負(fù)浣Y(jié)構(gòu)的功率變換系統(tǒng)一般適用于儲(chǔ)能單元容量大于1MW的場(chǎng)合、對(duì)于35kV及以下電壓等級(jí)且不考慮三相不平衡的調(diào)節(jié)、H橋鏈?zhǔn)酵負(fù)浣Y(jié)構(gòu)可采用Y型接法,對(duì)于更高電壓等級(jí)或低電壓等級(jí)需考慮三相不平衡調(diào)節(jié),H橋鏈?zhǔn)酵負(fù)浣Y(jié)構(gòu)可采用角型接法 具體工程設(shè)計(jì)可根據(jù)工程實(shí)際情況。儲(chǔ)能單元的容量.能量，電池類(lèi)型和生產(chǎn)制造水平。對(duì)功率變換系統(tǒng)的性能要求綜合考慮功率變換系統(tǒng)的拓?fù)?圖7。H橋鏈?zhǔn)焦β首儞Q系統(tǒng)，角型接法.電池組接于功率變換系統(tǒng)的直流側(cè)。電池組的容量。能量應(yīng)滿足公式 3,公式.4,的要求,式中。Ur,電池單體?；蚰K 電壓 V.C，電池單體、或模塊 容量.Ah。np 電池組等效并聯(lián)電池單體，或模塊、數(shù)量。ns.電池組等效串聯(lián)電池單體，或模塊.數(shù)量 Kcd、容量折算系數(shù) 1，h。KD。電池充,放 電深度.KkP,容量裕度、一般取1、00,1.15，具體工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)電池的特性和生產(chǎn)制造水平等來(lái)確定、KkE、能量裕度、一般取1，00。1。15，具體工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)電池的特性和生產(chǎn)制造水平等來(lái)確定 P、儲(chǔ)能單元容量要求.W.E。儲(chǔ)能單元能量要求，Wh 對(duì)于電池并聯(lián)、存在由于并聯(lián)支路間性能 電壓、內(nèi)阻.能量等，的差異導(dǎo)致環(huán)流的存在、影響系統(tǒng)的安全，可靠運(yùn)行。所以設(shè)計(jì)時(shí)盡量避免電池的并聯(lián)、采用合適的PCS拓?fù)?、控制電池并?lián)個(gè)數(shù) 一般不大于2 5 2 5。儲(chǔ)能單元設(shè)計(jì)時(shí)為使電池組各回路能夠可靠,獨(dú)立的投運(yùn)和退出,能夠配合電池管理系統(tǒng)保證電池的安全.可靠運(yùn)行、各回路可考慮設(shè)置可控接觸器.直流斷路器等開(kāi)斷、保護(hù)設(shè)備 5.2,6。電池的性能影響電池裕度的選擇。基于電池的性能，應(yīng)適當(dāng)考慮裕度 電池的壽命特性,壽命的倍率特性 溫度特性.充放電深度特性等,充放電特性.充放電的倍率特性,充放電深度特性、充放電的對(duì)稱(chēng)性。功率特性 能量特性等。等影響電池性能的發(fā)揮.電池工作在不同的工作區(qū)間、性能差異很大 所以.在進(jìn)行電池裕度的選擇時(shí) 應(yīng)充分考慮影響電池性能發(fā)揮的因素 另外.目前電化學(xué)電池價(jià)格昂貴，是決定電化學(xué)儲(chǔ)能電站投資的主導(dǎo)因素，所以電池裕度配置極大地影響了電化學(xué)儲(chǔ)能電站的造價(jià).為了控制投資、電池裕度配置還應(yīng)充分考慮經(jīng)濟(jì)性.