一种级联储能装置的制作方法

本技术涉及储能，特别是涉及一种级联储能装置。

背景技术：

1、由于现有的用电负荷持续增加，但是发电站的发电功率并不是与用电方的用电负荷同步，会造成发电站的发电成本增加。或者用电方的用电稳定性和用电成本增加。因此，通常需要通过储能系统在发电站的发电功率大于用电方的用电负荷后，将多余的电能储存起来，而在用电负荷大于发电负荷后，从储能系统中进行用电补充，这样就能够降低发电方和用电方的成本。

2、高压级联式储能系统是中常用的储能系统，高压级联式储能系统的拓扑一般由并网电抗器、级联式功率单元、电池模块、以及相应的控制和保护设备构成，如图1所示。

3、级联高压储能系统对比传统低压方案有以下优势：

4、1)、将大电池系统拆分为小电池系统分散到每个功率单元，单个小电池系统内电芯只串联不并联，避免了电池并联引起的短板效应，降低了故障率，提高电池利用率；

5、2)、分散的小电池系统，降低了bms的设计难度；

6、3)、分散的电池系统降低了对温度一致性的要求；

7、4)、高压级联方案省去了升压变压器，实现10kv/35kv直接并网，降低了系统成本，提高了效率；

8、5)、级联方式单元开关频率低，等效开关频率高，降低了开关损耗，且无需配置滤波设备；

9、6)、级联方式直接输出高压，每相电流较小，降低了线损；

10、7)、级联方式单机响应速度快，简化储能站协调控制，提升调度响应速度，在作为调频应用时优势明显；

11、8)、功率单元冗余设计，电芯故障切除容量小；

12、但是现有的级联高压储能系统主要存在以下的问题：

13、1)、电池组处于高电位的安全性有待验证；

14、2)、单台设备故障容量损失较大；

15、3)、部分关键技术还有待突破，稳定性还需长期验证。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供了一种级联储能装置，提升了系统的稳定性能，方便后期安装、调试和运维。

2、为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种级联储能装置，包括外壳和设置在所述外壳内的至少一个pcs单元，所述pcs单元包括集成设置的多个电容、换流单元igbt模块、单元核心控制板、旁路电路、驱动电路板、散热器和一块叠层母排，多个所述电容、所述换流单元igbt模块设置在所述叠层母排。

3、其中，所述换流单元igbt模块包括两个半桥igbt电路，所述电容包括吸收电容、直流薄膜电容，所述直流薄膜电容、所述换流单元igbt模块设置在所述叠层母排。

4、其中，还包括设置在所述散热器的铝合金散热板，所述铝合金散热板与所述换流单元igbt模块接触，所述散热器为气冷散热器或液冷散热器。

5、其中，所述散热器为液冷散热器，通过自密封水冷快速插头与所述叠层母排插接。

6、其中，还包括设置在所述pcs单元的一次回路，所述一次回路与所述pcs单元采用镀锡铜排连接。

7、其中，还包括通过所述外壳与所述pcs单元的进出线，所述pcs单元与所述进出线通过铜排以及铜排连接器连接。

8、其中，所述pcs单元的前面板与所述外壳螺栓连接，所述pcs单元的后部设置有用于定位固定的定位销。

9、其中，还包括设置在所述pcs单元右侧区域的软启动回路单元、所述pcs单元的左侧区域的直流回路单元，所述直流回路单元与所述软启动回路单元之间包括隔离区。

10、其中，还包括设置在所述外壳内且安装在单元模块的外维护式驱动电路板，所述外维护式驱动电路板为前面板插入式驱动电路板。

11、其中，所述外壳为高强度耐腐蚀敷铝锌板外壳。

12、本实用新型实施例所提供的级联储能装置，与现有技术相比，具有以下优点：

13、所述级联储能装置，包括外壳和设置在所述外壳内的至少一个pcs单元，所述pcs单元包括集成设置的多个电容、换流单元igbt模块、单元核心控制板、旁路电路、驱动电路板、散热器和一块叠层母排，多个所述电容、所述igbt模块设置在所述叠层母排。通过将换流单元igbt模块和电容合成一体化，电容和igbt的主回路连接采用了叠层母排的连接方式，尽可能拉近了电容与igbt之间的距离，同时也可以尽可能减少系统中的杂散电感，提升了系统的性能，也方便后期安装、调试和运维。

技术特征：

1.一种级联储能装置，其特征在于，包括外壳和设置在所述外壳内的至少一个pcs单元，所述pcs单元包括集成设置的多个电容、换流单元igbt模块、单元核心控制板、旁路电路、驱动电路板、散热器和一块叠层母排，多个所述电容、所述换流单元igbt模块设置在所述叠层母排。

2.如权利要求1所述级联储能装置，其特征在于，所述换流单元igbt模块包括两个半桥igbt电路，所述电容包括吸收电容、直流薄膜电容，所述直流薄膜电容、所述换流单元igbt模块设置在所述叠层母排。

3.如权利要求1所述级联储能装置，其特征在于，还包括设置在所述散热器的铝合金散热板，所述铝合金散热板与所述换流单元igbt模块接触，所述散热器为气冷散热器或液冷散热器。

4.如权利要求3所述级联储能装置，其特征在于，所述散热器为液冷散热器，通过自密封水冷快速插头与所述叠层母排插接。

5.如权利要求1所述级联储能装置，其特征在于，还包括设置在所述pcs单元的一次回路，所述一次回路与所述pcs单元采用镀锡铜排连接。

6.如权利要求1所述级联储能装置，其特征在于，还包括通过所述外壳与所述pcs单元的进出线，所述pcs单元与所述进出线通过铜排以及铜排连接器连接。

7.如权利要求1所述级联储能装置，其特征在于，所述pcs单元的前面板与所述外壳螺栓连接，所述pcs单元的后部设置有用于定位固定的定位销。

8.如权利要求7所述级联储能装置，其特征在于，还包括设置在所述pcs单元右侧区域的软启动回路单元、所述pcs单元的左侧区域的直流回路单元，所述直流回路单元与所述软启动回路单元之间包括隔离区。

9.如权利要求8所述级联储能装置，其特征在于，还包括设置在所述外壳内且安装在单元模块的外维护式驱动电路板，所述外维护式驱动电路板为前面板插入式驱动电路板。

10.如权利要求1所述级联储能装置，其特征在于，所述外壳为高强度耐腐蚀敷铝锌板外壳。

技术总结本技术公开了一种级联储能装置，包括外壳和设置在所述外壳内的至少一个PCS单元，所述PCS单元包括集成设置的多个电容、换流单元IGBT模块、单元核心控制板、旁路电路、驱动电路板、散热器和一块叠层母排，多个所述电容、所述换流单元IGBT模块设置在所述叠层母排。通过将换流单元IGBT模块和电容合成一体化，电容和IGBT的主回路连接采用了叠层母排的连接方式，尽可能拉近了电容与IGBT之间的距离，同时也可以尽可能减少系统中的杂散电感，提升了系统的性能，也方便后期安装、调试和运维。技术研发人员：李靖,陈冬冬受保护的技术使用者：武汉金盘智能科技有限公司技术研发日：20231107技术公布日：2024/7/29