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n？s电池组等》效串：联电池单《体，数量：；，  【      —   ？Kumax、K【umin功》率变换系统输出【电压裕度系数—K，umax一般取【1.：00～1.15Ku！min？一般取0《。.85～0.90；！   】        】Ucmax单体电】池最大充电电压(】V)：  【 ，      —  Ucmi—n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900》V，。。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1k？V — 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A！C／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AC／DC环节的！。功率变换系统可扩展！为仅：含AC／《DC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／DC】。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DC《／D：C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DC》／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／D【C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—／D：C和DC／DC【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】。A，C／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1MW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3？5kV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】。； ？  》         ！KkP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；：   】   ？     Kk【E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】 ：