CN105490293A - 用于风力发电的集装箱式储能系统 - Google Patents
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Abstract
用于风力发电的集装箱式储能系统，该系统包括储能电池组集装箱、双向变流器（PCS）集装箱和升压变压器。该储能电池组集装箱的电池为锂电子储能电池，锂电子储能电池经PCS集装箱完成交直流变换后，升压至35KKV，接入变电站35KV母线，PCS装置可实现双向流动；在充电状态时，PCS作为整流装置将电能从交流电变为直流电储存到储存装置中；在放电状态时，PCS作为逆变器将储能装置储存的电能从直流变为交流，输送到电网。本发明实现了大规模、长寿命、高效率、低成本的储能技术，大幅提高了新能源上网的电能品质，减少部分因限电损失的能量，减轻大规模新能源发电上网给电网带来的影响。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电设备领域，特别是涉及一种集装箱式储能系统。
背景技术
随着能源危机日益严重，开发可持续发展且对环境友好的新型能源已成为全球关心的热点，风力发电作为清洁、高效、可再生的新型能源已成为各国新能源发展的重点。开发利用风能等可再生能源是国家能源发展战略的重要组成部分。但是风能具有间歇性和随机性等特点，从而对电网产生一定的影响，随着风电并网容量的不断增加，风电对电网的影响也越来越大，由于大功率、高效能储能问题没有得到很好解决造成的瓶颈，风能利用率不高的问题也越加显现。国家鼓励风电开发企业探索、研究风电并网和消纳问题，引导清洁能源产业的健康发展。目前国内外都在进行风电并网和消纳问题的研究探索，特别是风电高效能储能问题的探索。
发明内容
本发明是针对目前风力发电中电网消纳、风电储能存在的不足之处，提出一种有效利用风能的集装箱式储能系统。
本发明的技术方案是这样的：用于风力发电的集装箱式储能系统，该系统包括储能电池组集装箱、双向变流器（PCS）集装箱和升压变压器，其特征在于该储能电池组集装箱的电池为锂电子储能电池，锂电子储能电池经PCS集装箱完成交直流变换后，升压至35KKV，接入变电站35KV母线，PCS装置可实现双向流动；在充电状态时，PCS作为整流装置将电能从交流电变为直流电储存到储存装置中；在放电状态时，PCS作为逆变器将储能装置储存的电能从直流变为交流，输送到电网。
所述的锂电子储能电池系统由6套1MW和1套0.5MW储能模块组成，每1MW通过一台升压变压器与风电场35kV母线相连，共需要6台35kV/1200kVA变压器、1台35kV/600kVA变压器及相应的配电装置。
所述的电池组集装箱是由3套45英寸长、8英寸宽、9.5英寸高的集装箱组成，该集装箱主要设施为：（1）采用悬空的防静电地板、支撑PCS的钢结构支架和镀锌格栅与可移动地板；（2）1.6mm镀锌钢板附着60mm厚矿物棉用于集装箱四壁、屋顶及基线作为保护层；（3）两扇双叶货仓门位于集装箱尾部，并且安装不锈钢防盗门、自动关闭装置及内部应急通道出口；（4）配备设备安装垫；（5）系统连接需要的电缆管线、展架、电缆连接盒；（6）集装箱外观喷涂丙烯酸聚氨酯劳尔色卡，适应沿海地带。
所述的的PCS集装箱为500KW系统集装箱，由三套45英寸长、8英寸宽、9.5英寸高的集装箱组成，并包括以下主要设施：（1）采用悬空防静电地板、支撑PCS的钢结构支架和镀锌格栅及可移动地板；（2）1、6mm镀锌钢板附着60mm厚矿物棉用于集装箱四壁、屋顶及基线作为保护层；（3）两扇双叶货仓门位于集装箱尾部，并且安装不锈钢防盗门、自动关闭装置及内部应急通道出口；（4）配备设备安装垫；（5）集装箱外观喷涂丙烯酸聚氨酯劳尔色卡，适应沿海地带。
所述的500KW系统PCS集装箱内安装的主要设备有：（1）一套408KWh锂电子二次电池；（2）一套电池接线柜；（3）一套配电柜；（4）一套主控系统（包括从控系统）；（5）一套空调系统；（6）一套消防系统。
本发明优点在于：
(1)本发明实现了大规模、长寿命、高效率、低成本的储能技术，是支撑新能源发展的战略性技术。
(2)本发明大幅提高了新能源上网的电能品质。随着风能、光能等可再生能源发电装机容量的增大，电网必将对可再生能源并网技术提出更高的要求，本发明可提高电场并网电力品质，满足电网对电能质量、功率控制、电压调节及电网异常相应等方面的要求，使电场输出电力较为稳定，减少部分因限电损失的能量，减轻大规模新能源发电上网给电网带来的影响。
(3)本发明具有按调度给定曲线发电的可能性。可以根据计划的出力曲线或调度指令，控制储能电池的充放电过程，使得电站的实际功率输出尽可能接近计划出力曲线，增加电站功率输出的稳定性，提高电站输出功率的调节能力，使电场在发电时间内具有和火电类似的电能品质，可以拥有和火电一样上网的权利，即“同质同权”。
具体实施方式
本发明的具体实施方式结合实施例加以说明。
实施例1
阿左旗风电场二期风储一体化项目采用室外集装箱式储能系统，该系统包括储能电池组集装箱、双向变流器（PCS）集装箱和升压变压器，其特征在于该储能电池组集装箱的电池为锂电子储能电池，锂电子储能电池经PCS集装箱完成交直流变换后，升压至35KKV，接入变电站35KV母线，PCS装置可实现双向流动；在充电状态时，PCS作为整流装置将电能从交流电变为直流电储存到储存装置中；在放电状态时，PCS作为逆变器将储能装置储存的电能从直流变为交流，输送到电网。
集装箱采用隔热内衬的标准化集装箱，在空调和加热系统和隔热措施的电池室集装箱内温度可以保持在+15℃~25℃,PCS集装箱温度保持在+15℃~40℃。各集装箱具体设计结构如下：一、PCS集装箱PCS集装箱由3套45英寸长*8英寸宽*9.5英寸高的组成，并由以下主要设施组成：1、采用悬空的防静电地板（悬空高度150mm）、支撑PCS的钢结构支架和镀锌格栅与可移动地板；2、1.6mm镀锌钢板附着60mm厚矿物棉用于集装箱四墙屋顶及基线；3、2扇双叶货仓门位于集装箱尾部，并且安装不锈钢防盗门，自动关闭装置及内部应急通道出口；4、设备安装垫；5、系统连接需要的电缆管线、展架、电缆连接盒；6、集装箱外观喷涂丙烯酸聚氨酯劳尔色卡，适应沿海地带。一套PCS集装箱内安装的主要设备如下所示：1、4台PCS；2、1套从控系统接线柜；3、2套空调系统；4、1套消防系统。二、电池集装箱电池集装箱由3套45英寸长*8英寸宽*9.5英寸高的组成，并由以下主要设施组成：1、采用悬空的防静电地板（悬空高度150mm）、支撑PCS的钢结构支架和镀锌格栅与可移动地板；2、1.6mm镀锌钢板附着60mm厚矿物棉用于集装箱四墙屋顶及基线；3、2扇双叶货仓门位于集装箱尾部，并且安装不锈钢防盗门，自动关闭装置及内部应急通道出口；4、设备安装垫；5、集装箱外观喷涂丙烯酸聚氨酯劳尔色卡，适应沿海地带；一套电池集装箱内安装的主要设备如下所示：1、4套408kWh锂离子二次电池；2、4套电池接线柜；3、1套配电柜；4、2套从控系统接线柜；5、2套空调系统；6、1套消防系统；三、、500kW系统集装箱PCS集装箱由3套45英寸长*8英寸宽*9.5英寸高的组成，并由以下主要设施组成：1、采用悬空的防静电地板（悬空高度150mm）、支撑PCS的钢结构支架和镀锌格栅与可移动地板；2、1.6mm镀锌钢板附着60mm厚矿物棉用于集装箱四墙屋顶及基线3、2扇双叶货仓门位于集装箱尾部，并且安装不锈钢防盗门，自动关闭装置及内部应急通道出口4、设备安装垫。
本发明工艺技术的量化参数指标(见表1)
Claims (7)
1.用于风力发电的集装箱式储能系统，该系统包括储能电池组集装箱、双向变流器（PCS）集装箱和升压变压器，其特征在于该储能电池组集装箱的电池为锂电子储能电池，锂电子储能电池经PCS集装箱完成交直流变换后，升压至35KKV，接入变电站35KV母线，PCS装置可实现双向流动；在充电状态时，PCS作为整流装置将电能从交流电变为直流电储存到储存装置中；在放电状态时，PCS作为逆变器将储能装置储存的电能从直流变为交流，输送到电网。
2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于所述的锂电子储能电池系统由6套1MW和1套0.5MW储能模块组成，每1MW通过一台升压变压器与风电场35kV母线相连，共需要6台35kV/1200kVA变压器、1台35kV/600kVA变压器及相应的配电装置。
3.根据权利要求1和2所述的储能系统，其特征在于所述的锂电子储能电池为高容积效率、高能量密度的储能电池，该锂电子电池组技术参数为：电压：DC21.6~33.2V；最大工作电压DC32V；最大电流DC300A（25度，<10秒）；容量：DC1.5KWh；额定容量：DC1.3KWh；工作温度0~50度，重量16kg；电池单体8个串联一组。
4.根据权利要求1所述的储能系统，其特征为双向变流器（PCS）的技术参数为：额定容量500KVA；直流侧电压范围：500V~800VDC；直流侧输出最大电流：DC1176A；交流侧额定频率：49.5~50.5Hz；功率因数范围：-0.85~0.85；交流侧额定电压270V；额定输出电流谐波含量：<5%；最大转换功率98%；发热量：6KW；冷却方式：强迫风冷；静态自耗电：<100KW。
5.根据权利要求1和2所述的储能系统，其特征是所述的电池组集装箱是由3套45英寸长、8英寸宽、9.5英寸高的集装箱组成，该集装箱主要设施为：（1）采用悬空的防静电地板、支撑PCS的钢结构支架和镀锌格栅与可移动地板；（2）1.6mm镀锌钢板附着60mm厚矿物棉用于集装箱四壁、屋顶及基线作为保护层；（3）两扇双叶货仓门位于集装箱尾部，并且安装不锈钢防盗门、自动关闭装置及内部应急通道出口；（4）配备设备安装垫；（5）系统连接需要的电缆管线、展架、电缆连接盒；（6）集装箱外观喷涂丙烯酸聚氨酯劳尔色卡，适应沿海地带。
6.根据权利要求1所述的储能系统，其特征是所述的的PCS集装箱为500KW系统集装箱，由三套45英寸长、8英寸宽、9.5英寸高的集装箱组成，并包括以下主要设施：（1）采用悬空防静电地板、支撑PCS的钢结构支架和镀锌格栅及可移动地板；（2）1、6mm镀锌钢板附着60mm厚矿物棉用于集装箱四壁、屋顶及基线作为保护层；（3）两扇双叶货仓门位于集装箱尾部，并且安装不锈钢防盗门、自动关闭装置及内部应急通道出口；（4）配备设备安装垫；（5）集装箱外观喷涂丙烯酸聚氨酯劳尔色卡，适应沿海地带。
7.根据权利要求5所述的储能系统，其特征是：所述的500KW系统PCS集装箱内安装的主要设备有：（1）一套408KWh锂电子二次电池；（2）一套电池接线柜；（3）一套配电柜；（4）一套主控系统（包括从控系统）；（5）一套空调系统；（6）一套消防系统。
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