CN108288860A - 一种新型储能电站 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型储能电站,其包括交流母线、线路阻抗、配电网、变压器、网络阻抗、市电电网、变流器、光伏电池、蓄电池、直流负载、风力发电装置、AC/DC/AC变流器、光伏发电装置、DC/AC逆变器、柴油发电机、交流负载。本发明所提供的新型储能电站,其配电网、风力发电装置、光伏发电装置和柴油发电机均可向交流母线供应交流电,市电电网和交流负载作为用电单位存在,消耗不掉的电能,则一部分被光伏电池和蓄电池储存起来,另一部分供直流负载使用,从而使得由风能、光能、机械能转化来的电能以及输送过来的电能都能被高效利用并加以储存,转化为电能加以储存的能源来源范围更广,储能效率更高。

Description

一种新型储能电站
技术领域
[0001] 本发明涉及电能储存系统技术领域,具体涉及一种新型储能电站。
背景技术
[0002] 为了增进电能的利用效率,使用合适的电能储存系统可以在不增加电网容量投资 的基础上,满足负荷高峰时的需求。一个基础性的问题在于,负荷情况可能因每天,每小时, 季节变化而变化,必须有足够容量的设备提供高峰时的需求。理论上,发电和用电应该是相 等的。电能发电设备必须能较快地实现投入和切除,比如,微型燃气轮机的反应时间较长, 抽水蓄能电站的投入时间较短,然而,石化燃料电站及核电站均不适合频繁起停。此外,这 些电站在固定于某个输出的时候才能达到较高的效率。因此,让大型电站处于连续运行状 态,并通过寻找合适的电源方式以在用电低谷的时候吸收电能,用电高峰的时候发出电能 以平抑需求和供给的差异的方式被认为是经济性和效率较高的一种方式。
[0003]大容量电池储能系统在电力系统中的应用已有20多年的历史,早期主要用于孤立 电网的调频、热备用、调压和备份等。储能电站(系统)在电网中的应用目的主要考虑“负荷 调节、配合新能源接入、弥补线损、功率补偿、提高电能质量、孤网运行、削峰填谷”等几大功 能应用。比如:削峰填谷,改善电网运行曲线,储能电站可以把用电低谷期富余的电储存起 来,在用电高峰的时候再拿出来用,这样就减少了电能的浪费;此外储能电站还能减少线 损,增加线路和设备使用寿命;优化系统电源布局,改善电能质量。而储能电站的绿色优势 则主要体现在:科学安全,建设周期短;绿色环保,促进环境友好;集约用地,减少资源消耗 等方面。
[0004]公开号为CN105244918A的中国发明专利,其公开了一种光伏储能电站,它包含双 向变流器、电池管理系统、后台监控系统;双向变流器接入光伏发电输出低压交流侧母线, ^原光伏系统升压变统一汇入35kV高压母线;电池管理系统采集单体电压、温度信息并将 信息传给后台监控系统,电池管理系统判断电池状态,及时提供报警信息,双向变流器接收 后台监控系统调度指令,当光伏出力大于设定值时,双向变流器对储能系统进行充电,当光 伏出力小于设定值时,双向变流器控制储能系统进行释放电力,储能就地监控系实时显示 电网侧、储能侧及变流器本身的数据信息。这一光伏储能电站通过在白天对光伏电能的吸 纳和存储,在晚上光伏祕无法工細时段贿触,能够撤提高光傭倾率,提高资 源糊率和合理配置。不过该光伏储能电站仅仅能够储存光伏电能,能源細单―,不能满 足储能电站对能源的需求,更不利于各种能源的集约利用。
发明内容 =〇5]本发明的目的在于提供-种能源选择范围更加广泛,储能效輕高的新型储能电 W〇
[0006]为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案.
[_7] —种新型储能电站,其包括: •
[0008] 交流母线,其上串联有若干个线路阻抗;
[0009] 配电网,其经变压器变压后与所述交流母线相连;
[0010] 市电电网,其与所述交流母线相连;
[0011] 网络阻抗,其连接在所述交流母线上,并位于所述变压器之后;该网络阻抗与第一 个线路阻抗之间连接有第五开关;
[0012] 变流器,其交流输出端连接在所述交流母线上,且该交流输出端位于所述第五开 关和第一个线路阻抗之间;
[0013] 第四开关,其一端与所述交流母线相连,并位于所述网络阻抗与第五开关之间;该 第四开关的另一端与所述变流器的交流输入端相连;所述第四开关与第五开关互锁;
[0014] 光伏电池、蓄电池、直流负载,三者分别与所述变流器的直流输出端相连;
[0015] 风力发电装置,其与AC/DC/AC变流器相连,该AC/DC/AC变流器与所述交流母线相 连;
[0016] 光伏发电装置,其与DC/AC逆变器相连,该DC/AC逆变器与所述交流母线相连;
[0017]柴油发电机,其与所述交流母线相连;
[0018]交流负载,其与所述交流母线相连。
[0019]作为优选,所述配电网与变压器之间连接有第一开关。
[0020] 作为优选,所述变压器与所述交流母线之间连接有第二开关,该第二开关位于所 述网络阻抗之前;所述市电电网与交流母线之间连接有第三开关,该第三开关位于所述网 络阻抗之前;所述第二开关与第三开关互锁。
[0021] 作为优选,所述交流母线上设置有多个接地端。
[0022] 作为优选,所述变压器为隔离变压器。
[0023]作为优选,所述光伏电池与所述变流器之间、所述蓄电池与所述变流器之间、以及 所述直流负载与所述变流器之间均连接有开关。
[0024] 作为优选,所述风力发电与所述AC/DC/AC变流器之间连接有开关,该AC/DC/AC变 流器与所述交流母线之间连接有开关。
[0025]作为优选,所述光伏发电装置与所述DC/AC逆变器之间连接有开关,该DC/AC逆变 器与所述交流母线之间连接有开关。
[0026]作为优选,所述蓄电池为铅酸蓄电池。
[0027]本发明所提供的新型储能电站,其配电网、风力发电装置、光伏发电装置和柴油发 电机均可向交流母线供应交流电,市电电网和交流负载作为用电单位存在,消耗不掉的电 能,则一部分被光伏电池和蓄电池储存起来,另一部分供直流负载使用,从而使得由风能、 光能、机械能转化来的电能以及输送过来的电能都能被高效利用并加以储存,转化为电能 加以储存的能源来源范围更广,储能效率更高。
附图说明
[0028] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所 需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一 些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本发明实施例提供的新型储能电站的结构示意图。
[0030] 附图标记说明:
[0031] 1、交流母线;2、线路阻抗;3、配电网;4、变压器;5、网络阻抗;6、市电电网;7、变流 器;8、光伏电池;9、蓄电池;10、直流负载;11、风力发电装置;12、AC/DC/AC变流器;13、光伏 发电装置;14、DC/AC逆变器;15、柴油发电机;I6、交流负载;I7、接地端;{(1、第一开关;K2、第 二开关;K3、第三开关;K4、第四开关;K5、第五开关。
具体实施方式
[0032]为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面将结合附图对本发 明作进一步的详细介绍。
[0033]需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实 体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存 在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖 非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些 要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终 端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”或“包含……”限定的 要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此 夕卜,在本文中,“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数;“以上”、“以下”、“以内”等理解 为包括本数。
[0034] 如图1所示,一种新型储能电站,其包括交流母线1、线路阻抗2、配电网3、变压器4、 网络阻抗5、市电电网6、变流器7、光伏电池8、蓄电池9、直流负载10、风力发电装置11、AC/ DC/AC变流器12、光伏发电装置13、DC/AC逆变器14、柴油发电机15、交流负载16、接地端17、 第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4、第五开关K5。其中,交流母线1上串联有 若干个线路阻抗2 (电阻)。配电网3经变压器4变压后与所述交流母线1相连。所述变压器4优 选为隔离变压器。隔离变压器是指输入绕组与输出绕组带电气隔离的变压器,隔离变压器 用以避免偶然同时触及带电体。配电网是指从输电网或地区发电厂接受电能,通过配电设 施就地分配或按电压逐级分配给各类用户的电力网。市电电网6与所述交流母线1相连。在 本实施例中,优选地,所述配电网3与变压器4之间连接有第一开关K1。网络阻抗5 (电阻)连 接在所述交流母线1上,并位于所述变压器4之后。进一步优选地,所述变压器4与所述交流 母线1之间连接有第二开关K2,该第二开关K2位于所述网络阻抗5之前。所述市电电网6与交 流母线1之间连接有第三开关K3,该第三开关K3位于所述网络阻抗5之前。所述第二开关K2 与第三开关K3互锁。所述网络阻抗5与第一个线路阻抗2之间连接有第五开关K5。变流器7的 交流输出端连接在所述交流母线1上,且该交流输出端位于所述第五开关K5和第一个线路 阻抗2之间。第四开关K4的一端与所述交流母线1相连,并位于所述网络阻抗5与第五开关K5 之间。该第四开关K4的另一端与所述变流器7的交流输入端相连,所述第四开关K4与与第五 开关K5互锁。
[0035] 光伏电池8、蓄电池9、直流负载10,三者分别与所述变流器7的直流输出端相连。所 述蓄电池9优选为铅酸蓄电池。风力发电装置11与AC/DC/AC变流器12 (交流变直流再变为交 流)相连,该AC/DC/AC变流器12与所述交流母线1相连。光伏发电装置13与DC/AC逆变器14 (直流变交流)相连,该DC/AC逆变器14与所述交流母线1相连。在本实施例中,光伏发电装置 13为两个,DC/AC逆变器14也为两个,每一光伏发电装置13与一 DC/AC逆变器14相连。柴油发 电机15与所述交流母线1相连。交流负载16与所述交流母线1相连。为了保护线路安全,优选 地,所述交流母线1上设置有多个接地端17。
[0036] 为了便于进行切换控制,于是优选地,所述光伏电池8与所述变流器7之间、所述蓄 电池9与所述变流器7之间、以及所述直流负载1〇与所述变流器7之间均连接有开关。所述风 力发电与所述AC/DC/AC变流器12之间连接有开关,该AC/DC/AC变流器12与所述交流母线1 之间连接有开关。所述光伏发电装置13与所述DC/AC逆变器14之间连接有开关,该DC/AC逆 变器14与所述交流母线1之间连接有开关。
[0037] 本发明所提供的新型储能电站,其配电网3、风力发电装置11、光伏发电装置13和 柴油发电机15均可向交流母线1供应交流电,市电电网6和交流负载16作为用电单位存在, 消耗不掉的电能,则一部分被光伏电池8和蓄电池9储存起来,另一部分供直流负载10使用, 从而使得由风能、光能、机械能转化来的电能以及输送过来的电能都能被高效利用并加以 储存,转化为电能加以储存的能源来源范围更广,储能效率更高。
[0038] 以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例,毋庸置疑,对于本领 域的普通技术人员,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,可以用各种不同的方式对所 描述的实施例进行修正。因此,上述附图和描述在本质上是说明性的,不应理解为对本发明 权利要求保护范围的限制。

Claims (9)

1.一种新型储能电站,其特征在于,包括: 交流母线,其上串联有若干个线路阻抗; 配电网,其经变压器变压后与所述交流母线相连; 市电电网,其与所述交流母线相连; 网络阻抗,其连接在所述交流母线上,并位于所述变压器之后;该网络阻抗与第一个线 路阻抗之间连接有第五开关; 变流器,其交流输出端连接在所述交流母线上,且该交流输出端位于所述第五开关和 第一个线路阻抗之间; 第四开关,其一端与所述交流母线相连并位于所述网络阻抗与第五开关之间;该第四 开关的另一端与所述变流器的交流输入端相连;所述第四开关与第五开关互锁; 光伏电池、蓄电池、直流负载,三者分别与所述变流器的直流输出端相连; 风力发电装置,其与AC/DC/AC变流器相连,该AC/DC/AC变流器与所述交流母线相连; 光伏发电装置,其与DC/AC逆变器相连,该DC/AC逆变器与所述交流母线相连; 柴油发电机,其与所述交流母线相连; 交流负载,其与所述交流母线相连。
2. 根据权利要求1所述的新型储能电站,其特征在于,所述配电网与变压器之间连接有 第一开关。
3. 根据权利要求2所述的新型储能电站,其特征在于,所述变压器与所述交流母线之间 连接有第二开关,该第二开关位于所述网络阻抗之前;所述市电电网与交流母线之间连接 有第三开关,该第三开关位于所述网络阻抗之前;所述第二开关与第三开关互锁。
4. 根据权利要求1所述的新型储能电站,其特征在于,所述交流母线上设置有多个接地 端。
5. 根据权利要求1所述的新型储能电站,其特征在于,所述变压器为隔离变压器。
6. 根据权利要求1所述的新型储能电站,其特征在于,所述光伏电池与所述变流器之 间、所述蓄电池与所述变流器之间、以及所述直流负载与所述变流器之间均连接有开关。
7. 根据权利要求1所述的新型储能电站,其特征在于,所述风力发电与所述AC/DC/AC变 流器之间连接有开关,该AC/DC/AC变流器与所述交流母线之间连接有开关。
8. 根据权利要求1所述的新型储能电站,其特征在于,所述光伏发电装置与所述DC/AC 逆变器之间连接有开关,该DC/AC逆变器与所述交流母线之间连接有开关。
9. 根据权利要求1所述的新型储能电站,其特征在于,所述蓄电池为铅酸蓄电池。
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