5.2  ！储能单元《 5！.2：.1：  储？能单：元，的选择要满》足，应用的？需求满足其》功能定位《的，实现但电池的性【能和技术成》熟度影响电池—的成：组方：式，。(电池组电压—、容量、能量)进而！影响：功率变换系》统的：选择和储能》单元的选择另一【方面功率变换系【统的拓扑结构—影响电池的成组方式！及其拓？扑结构和储能—单元的选择、划分】所以规定储能单【元应根据电站容量、！接入电？压等级、《应用需求、功率变】换系统性能》和电池的《特性和要求及设备】短路电流耐受能力设！计 ？ 《。5.：2，.3 ？ 直流侧《电压需满足电池组】充、放电的最高【、最低电《压，范围并考虑》一定的？裕度 》     【直流侧最大输出【。电压应不小于公式】(1)的《要求 《 】 ：    直流侧最小！输出电压应不大于公！式(2)的要—求 ？ 】 ：  ：  式？中ns电池组—等效串联电池单【体数：量； 【     》      K【umax、》Kumin功率变换！系统输？出电压裕《度系：数Kumax一般】取，1.00～1.15！Kumi《n一般？取0.8《5～0？.90； —    【       U】cmax单体电【池最大充电电压(V！) ？。 ，  《。      —   Ucmin】单体电池最》小放：电电压(V)— 《     目前】的实际工《程中：考虑设备的》。耐压水平一般锂离子！电池：。系统直流侧》。电，。。。压不高于《90：0V全钒液流电池】系统直流侧》电压不高于》600V《结合设备《的生产发展水平综】合考虑直流侧电【压不宜高于1kV】 5【.2.4《  ：电池组的《成组方？式及其连《接拓扑应与功率变换！。系，统的拓扑结构相【。。。匹配功率变换系统】常见的？拓扑结构如图—1～图7所》示  】  ： (1)一级变换】拓，扑型  ！。   ？一级变换拓》扑型仅？含AC／DC环节的！单级式功率变换系统！如图1所示电—池，经过串并联后直接连！接AC／DC的直流！侧此种功率变—换系统？拓扑结构简单能耗】相对较低但储—能单元容量选择【缺乏灵活性适用【于独立分布式储【。能，。并网 ！ ：。 图《1 ： 仅含AC／DC环！节的：功率变换系统拓扑结！构   ！  为了扩容—方便仅含A》C／DC环节的功率！变换系统可扩展【为仅含AC／D【C环节？共交流侧的拓扑结】构如图2所示采用】模块化连接配置更加！灵活；当个》别电池组或AC／D！C环节出《现故障时储能系统仍！可工作但导致电【力，电子器？件增多控制系—。统设计复杂 — 】 图2  【。仅含：AC／DC环节【共，。交流侧的功率变换】系统拓？扑，结，。构 【    (2)【两级：变换拓？扑型 ？   【  两级变换—拓，扑型：含AC／DC和DC！／DC环节的双极式！功率变换系统如【图3所示双》向D：C／DC环节—主要是进行升、降压！变换提供《稳定的直流电压此种！。拓扑结构的》功率变换系统适应性！强由于DC》。／，DC环节实》现直流？电压：的升降使容》量配置更加灵活【适用于配合》间歇性、《波动性较强的分【布式电源接入抑制】其直接并《网，可能带来的电压【波动但由于D—C／DC《环节的存在使得【功率变换系统—。效率降低 】 《 图3  含！AC／DC和DC】／DC？环节的功率变换【系统拓扑结》构 《。 ？    《。为了扩容方》。便双：极式功率变换—系，统可扩展为含AC】。／DC和《。DC／D《C环节的共直流【侧或共交《流侧：的拓扑结构如图4】。。和图5所示 】 ：。 ， 《 图4 》。 ，。含AC？／，DC和DC》／DC环节共直【流，侧的功率变换—系，统拓扑结构 ！ — 图？5  ？含AC／DC和DC！。／DC环节》共交流侧的功—率变换系统拓—扑，结构  ！   (《3)H桥链式—拓扑型 《  —   H桥》链式功率变换系【统如图6《和图7所示》采用多个功率模块】串联：的方：法来实现高压—。。。输出需要实》现高压时只需简单】增加功率模块—数即可避《免电池的过多串【联；每个功率模块的！结构相同容易进【行模块化设》计和封装《；每个功率》模块都是分》离的直流电源—。之间彼此独立对一】个单元的控制不【会影响其《他单元 》 ： 》 图6 —H桥链式功》率变换系统(—Y型接法) 【   —  一级变换拓扑】、两：级变换拓扑》结构的功率变换系】统一般适用于储能单！元容量不大于1【。MW：的场合？；当储能单元能量】较高时为避》免多电池组的—并联可采用两级变换！拓扑：结构 《。   —。  H桥链式拓扑结！。构的功率变换系统一！。般适用于《储能单元容量大【。于1MW的场合对】于35kV及以【下电压？等级且不考》虑三相不《平衡的调节》H桥链式拓扑结构可！采，用Y型接法对于更高！电压等级或低—电压等级需》考虑三？相不平衡调节H桥链！式拓扑结构可—采用角型接法 【 《   ？  ：具，体工：。程设计可《根据工？程实际情况、储【能单元的容》量、能量、电池类型！和生产制《造水平、对功—率变换系统的—性能要求综合考【虑功率变换系统【的拓扑 】 【图7  H桥链【式，功率变换系统(角型！接法) 【     电【池组接于功率变换系！统的直？流侧电池组》的容量、能》量应满足公式(3)！、公式(4)—的要求 ！ —    式中—Ur电？池单：体(或模块)—电压(V)；—   】  ：    《  C电池单体(或！模块)？容量(A《h)； —。  《。   ？    《  ：np电池组等效并】联电池单体(或【模块)数量》；， 》       【    ns电【池组等效串联—电池：单体(或模块)数】量； 【     》     》 Kcd容量—折算系数(1／h】)； 】  ： ，   ？    KD电池充！。(放)电深度； ！  》   ？      Kk】P容量裕度一般【取1.00》。～1.15具—体工程设《计时：应根：。据电池的特性和【生产制造水平等【来，。确定； 》     】     》 KkE能量裕度一！。般取1.0》0～1.《15具体工程设【计时应根《据电池的特性和生】产制造水平等来【确定； 【 ，  ：         ！P储能单元容量要求！(W)； 》 ，      ！ ，  ：  E？储能单元能量要【求，(Wh) —     对！于电池并联存在由】于并联支路间—性能(电压》、内阻、《能量等)的差异导】致环流的存在影响系！统的安全、可—靠运行所以设计时】尽量避免电池的【并联：采用合适的PCS】。。拓扑控？制，电池并联个数—一般不？大于2 ！5.2.5  储】能单元？设计时为使》电池：组各：回路：能够可靠、》独立的投运》和退出、能够配合】。电池管理系统保【证，。电池的？安全：。、可靠运行各回【路可考虑设置可控】接，。。触器、直流断路器】。等开：断、保护设》备 — ，5.2.《6，  电池的》。性能影响电池—。裕度的选择基于【电池的？性能：应适当？考虑裕度电》池的寿？命特性？(寿命的倍率特性】、温：。度特性、充放—电，深度特性等》)、：充放电特性》(充放电的倍率【特性、充放电深度特！性、充放电的—对称：性、功率《特性、？能量特性等)等影响！。电池：性能的？发挥电池工作在【不同的工作》。区，间性能差《异很：大所以在进行电池裕！度，的，选择时？应充分考虑影响电池！。性能发挥的因素【 ， 《     另外目】前，电化学电池价格【昂贵是决定电化【学储能？电，站投资的主导因素所！以电池裕《度配置极大地—影响了电化学—储，能电站的造价为了控！制投资电池裕度【配置：还应充分考虑—经济性 》