电池储能系统(BESS)的需求

BESS的应用领域涵盖广泛的需求和性能级别。这包括电网发生故障时,确保风力发电和光伏太阳能系统短时稳定运行的储能,以及短期发电赤字与大量储能之间的平衡。一旦集成了可变功率发电机,例如风能和太阳能发电机,后者便是实现电网稳定所必需的。赛米控为所有此类应用提供经过优化的功率模块,保证以低成本和高可靠性满足需求。

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单级BESS的基本电路图

单级拓扑结构

交流电网中的电池储能系统(BESS)所采用的单级拓扑结构仅包含一个电网侧有源前端变流器。

这种拓扑结构的优势是功率半导体数量较少,可实现低成本和相对高的效率。但它也有不足之处,就是电池电压必须高于整流后的电网电压。

两级BESS的基本电路图

两级拓扑结构

借助电网整流器输出端与储能电池之间的升降压变流器可构成两级BESS,其中电池电压可远低于整流后的电网电压。

含三个电池侧升降压PFC变流器的双向BESS的基本电路图

基于SEMISTACK RE的两级拓扑结构

经过少量改造后,赛米控的有源前端变流器(如SEMISTACK RE)可用于电网中储能电池的充放电。在该应用中,当电池处于最低负荷状态时,要求保持低电源纹波。为此,电池侧逆变器的三个相位以交叉式升降压变流器的形式运行的。这样一来,电池上的开关频率增至三倍,滤波器成本相对较低。线路侧有源前端IGBT变流器允许双向电能传输。

含三电平NPC电路的单级BESS的基本电路图

三电平拓扑结构

为连接BESS与中压电网,可在多电平拓扑结构连接中使用电压3300 V以上的IGBT模块,例如三电平NPC电路。在低压应用中,3电平拓扑结构允许使用更低成本的半导体,减少谐波并降低了线路滤波器需求。

用于电池储能系统的赛米控产品