CN110176778A - 一种分布式移动储能系统 - Google Patents

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周长新
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姚程
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戚艳
丁一
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张慧颖
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李树鹏
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王飞
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State Grid Tianjin Electric Power Co Ltd
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    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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Abstract

本发明公开了一种分布式移动储能系统,包括:储能电池系统,包括若干可充放电电池组;电池管控系统,与所述储能电池系统连接,用于监测与评估所述储能电池系统的运行状态,根据所述运行状态对所述储能电池系统进行保护,所述电池管控系统还将所述运行状态信息发送至配电网;储能变流器,连接在所述储能电池系统与所述配电网之间,用于实现所述配电网与所述储能电池系统间的交直流能量变换与所述储能电池系统的充放电控制,所述储能变流器还用于接收来自所述配电网的协调控制指令并根据所述协调控制指令对所述储能电池系统进行统一协调控制。

Description

一种分布式移动储能系统
技术领域
本发明涉及电力储能系统领域,特别是指一种分布式移动储能系统。
背景技术
随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,电力系统负荷峰谷差值逐年增大,而最大利用率缺逐年下降。包括季节性差异与地域化差异在内的多种影响因素,也使得电力系统需要面对更加复杂与多样化的需求,同时随着分布式可再生能源在电力能源中的占比越来越高,可再生能源所固有的随机性、波动性、不确定性等特点也对电力系统提出更加严格的要求。
因此,需要对配电网进行升级扩容改造。简单地依靠扩大投资规模增加装机容量,或对输配电线路进行升级扩容,不仅耗资巨大,而且设备使用率较低,也无法应对电力负荷季节性差异与地域化差异造成的影响以及较少可再生能源对配电网的冲击。
储能系统凭借其良好的充放电特性,可以有效地实现电力资源调控和需求侧管理,平衡昼夜及不同季节的用电差异,减少负荷峰谷差值,平滑负荷。与分布式可再生能源相配合的分布式储能系统能够有效平滑可再生能源对配电网造成的冲击,大大降低可再生能源的随机性、波动性与不确定性对配电网造成的影响。现有扩容改造方案开始引入分布式储能系统,但是现有的分布式储能系统的电网融入度低,相互间的配合与联系也不够紧密,配电网很难对引入的分布式移动储能系统进行统一优化配置与管控,电力系统中仍存在能量流的不稳定性和无序问题。因此现有的配电网扩容方案仍无法很好地提高配电网和电力设备运行的可靠性,提高供电质量。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提出一种能够平衡用电差异,平滑用电负荷并有效解决电力系统中能量流的不稳定性和无序问题,利于配电网进行统一协调管控的分布式移动储能系统。
基于上述目的,本发明提供了一种分布式移动储能系统,包括:
储能电池系统,包括若干可充放电电池组;
电池管控系统,与所述储能电池系统连接,用于监测所述储能电池系统的运行状态,根据所述运行状态对所述储能电池系统进行保护;
储能变流器,连接在所述储能电池系统与配电网之间,用于对所述配电网与所述储能电池系统进行交直流能量变换并对所述储能电池系统进行充放电控制。
可选的,所述电池管控系统包括电池组串管理单元和与所述储能电池系统中的所述电池组一一对应的电池组管理单元;
所述电池组管理单元对相应电池组中电池的运行状态进行监测采集,将所述运行状态信息发送给所述电池组串管理单元,并根据所述运行状态对相应电池组中电池的容量与荷电状态进行评估判断,针对电池组中电池出现的异常状态向所述电池组串管理单元发出警报信息;所述电池组串管理单元接收所述运行状态信息与所述警报信息并针对所述警报信息根据安全处理规则的要求对相应电池组进行保护管控;
所述电池组串管理单元将所述运行状态信息发送至所述配电网。
可选的,在所述储能电池系统充放电的过程中,所述储能变流器控制所述储能电池系统的充放电模式,并通过控制无功功率注入实现功率因数控制。
可选的,所述储能变流器还与所述电池管控系统连接,用于获取所述储能电池系统的所述运行状态;
所述储能变流器获取所述配电网的运行状态,并根据所述配电网的运行状态与所述储能电池系统的运行状态对所述分布式应储能系统进行保护控制。
可选的,所述储能变流器根据所述配电网的运行状态与所述储能电池系统的运行状态实现对所述分布式移动储能系统的保护控制,包括:
当所述配电网中断供电使所述分布式移动储能系统处于孤岛状态时,所述储能变流器断开与所述配电网的连接并停止工作,当所述配电网恢复供电时,所述储能变流器与所述配电网重新连接;
当所述配电网的电网电压超出允许电压范围,所述储能变流器停止工作并发出相应警示信息,直至所述配电网的电网电压恢复至正常电压范围;
当所述配电网的电网频率超出允许频率范围,所述储能变流器停止工作并发出相应警示信息,直至所述配电网的电网频率恢复至正常频率范围;
当所述储能电池系统的输出功率大于所述储能变流器所允许的最大直流输入功率时,所述储能变流器将输出功率限制在允许的最大焦虑输出功率;
当流经所述储能变流器的交流电流大于预设限制电流时,所述储能变流器停止工作并发出相应警示信息;
当所述储能电池系统输出电流的直流电压超出允许电压范围时,所述储能变流器停止工作并发出相应警示信息。
可选的,所述预设限制电流为额定电流的1.2倍。
可选的,所述电池管控系统还将所述储能电池系统的运行状态信息发送至配电网。
可选的,所述储能变流器还用于接收来自所述配电网的协调控制指令并根据所述协调控制指令多所述储能电池系统进行统一协调控制。
从上面可以看出,本发明提供的分布式移动储能系统中的储能电池系统由可灵活设置的若干电池组构成,所述储能电池系统的储能容量与空间位置都可以根据实际面临的场景进行针对性设置,从而使得所述分布式移动储能系统的电网融入度大大提高;在所述分布式移动储能系统中所述储能变流器接收来自配电网的协调控制指令,多个不同的所述分布式移动储能系统间相互协调配合,能够很好地解决电力系统中能量流的不稳定性和无序问题;所述分布式移动储能系统中的电池管控系统根据储能电池系统的运行状态对储能电池系统进行保护,所述储能变流器也根据储能电池系统的运行状态以及配电网的运行状态对分布式移动储能系统进行保护控制,保证了分布式移动储能系统的长期稳定运行,提高了配电网的可靠性与供电质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述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的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的一种分布式移动储能系统示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。
如图1所示,本发明的一些可选实施例是所提供的一种分布式移动储能系统,包括:
储能电池系统1,包括若干可充放电电池组;
电池管控系统2,与所述储能电池系统1连接,用于监测所述储能电池系统1的运行状态,根据所述运行状态对所述储能电池系统1进行保护、;
所述电池管控系统2还将所述运行状态信息发送至配电网;
储能变流器3,连接在所述储能电池系统1与所述配电网之间,用于实现所述配电网与所述储能电池系统1间的交直流能量变换与所述储能电池系统1的充放电控制;
所述储能变流器3还用于接收来自所述配电网的协调控制指令并根据所述协调控制指令对所述储能电池系统1进行统一协调控制。
所述分布式移动储能系统在系统内部对储能电池系统1的运行状态进行监测,能够及时发现异常并自主诊断处理,大大降低分布式移动储能系统出现故障的概率,保证分布式移动储能系统能够长时间安全稳定工作。对外将储能电池系统1的运行状态发送给配电网并接受协调控制指令,实现配电网对分布式移动储能系统的统一协调管控,使得分布式移动储能系统的配电融入度大大提高,配电网中不同分布式移动储能系统间联系配合紧密。
如图1所示,在本发明的一些可选实施例所提供的一种分布式移动储能系统中,
所述电池管控系统1包括电池组串管理单元(BCMU)和与所述储能电池系统中的所述电池组一一对应的电池组管理单元(BMU);
所述电池组管理单元(BMU)对相应的所述电池组中电池的运行状态进行监测采集,并根据所述运行状态对所述电池组中电池的容量与荷电状态进行评估判断,针对所述电池组中电池出现的异常状态发出警报信息;
所述电池组管理单元(BMU)将相应所述电池组中电池的所述运行状态与所述警报信息发送给所述电池组串管理单元(BCMU);
所述电池组串管理单元(BCMU)接收所述运行状态与所述警报信息并针对所述警报信息根据安全处理规则的要求对相应所述电池组进行保护管控;
所述电池组串管理单元(BCMU)将所述运行状态信息发送至所述配电网。
本领域技术人员应当理解的是,所述电池组管理单元与所述储能电池系统中的电池组一一对应,用于对电池组的运行状态进行监测采集。所述储能电池系统1的储能容量可以根据所处配电区域的用电负荷需求进行设置,并且所述分布式移动储能系统中所述储能电池系统1的空间位置也可以根据需求进行灵活设置。所述电池管控系统2与所述储能电池系统1相对应连接,在分布式移动储能系统中可以设置有多套电池管控系统2与储能电池系统1。
在本发明的一些可选实施例所提供的一种分布式移动储能系统中,所述储能变流器3连接在所述储能电池系统1与所述配电网之间,用于在所述配电网对所述储能电池系统1进行充放电的过程中,对所述储能电池系统1的充放电模式进行控制,并通过控制无功功率注入实现功率因数控制。
如图1所示,在本发明的一些可选实施例所提供的一种分布式移动储能系统中,所述储能变流器3还与所述电池管控系统1连接,用于接收所述储能电池系统1的所述运行状态;
所述储能变流器3还获取所述配电网的运行状态,根据所述配电网的运行状态和所述储能电池系统1的所述运行状态对所述分布式移动储能系统进行保护控制。
在本发明的一些可选实施例所提供的一种分布式移动储能系统中,所述储能变流器3根据所述配电网的运行状态与所述储能电池系统1的所述运行状态实现对分布式移动储能系统的保护控制,包括:当所述配电网中断供电使所述分布式移动储能系统处于孤岛状态时,所述储能变流器3断开与所述配电网的连接并停止工作,当所述配电网恢复供电时,所述储能变流器3与所述配电网重新连接;
当所述配电网的电网电压超出允许电压范围,所述储能变流器3停止工作并发出相应警示信息,直至所述配电网的电网电压恢复至正常电压范围;
当所述配电网的电网频率超出允许频率范围,所述储能变流器3停止工作并发出相应警示信息,直至所述配电网的电网频率恢复至正常频率范围;
当所述储能电池系统1的输出功率大于所述储能变流器3所允许的最大直流输入功率时,所述储能变流器3将输出功率限制在允许的最大焦虑输出功率;
当流经所述储能变流器3的交流电流大于预设限制电流时,所述储能变流器3停止工作并发出相应警示信息;
所述预设限制电流为额定电流的1.2倍;
当所述储能电池系统1输出电流的直流电压超出允许电压范围时,所述储能变流器3停止工作并发出相应警示信息。
所述储能变流器会针对分布式移动储能系统与配电网中的异常状态,对分布式移动储能系统进行安全控制,以避免分布式移动储能系统出现故障无法正常工作对配电网造成影响。
所属领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子;在本发明的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化,为了简明它们没有在细节中提供。
另外,为简化说明和讨论,并且为了不会使本发明难以理解,在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外,可以以框图的形式示出装置,以便避免使本发明难以理解,并且这也考虑了以下事实,即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即,这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如,电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下,对本领域技术人员来说显而易见的是,可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此,这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述,但是根据前面的描述,这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如,其它内存架构(例如,动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种分布式移动储能系统,其特征在于,包括:
储能电池系统,包括若干可充放电电池组;
电池管控系统,与所述储能电池系统连接,用于监测所述储能电池系统的运行状态,根据所述运行状态对所述储能电池系统进行保护;
储能变流器,连接在所述储能电池系统与配电网之间,用于对所述配电网与所述储能电池系统进行交直流能量变换并对所述储能电池系统进行充放电控制。
2.根据权利要求1所述的分布式移动储能系统,其特征在于,所述电池管控系统包括电池组串管理单元和与所述储能电池系统中的所述电池组一一对应的电池组管理单元;
所述电池组管理单元对相应电池组中电池的运行状态进行监测采集,将所述运行状态信息发送给所述电池组串管理单元,并根据所述运行状态对相应电池组中电池的容量与荷电状态进行评估判断,针对电池组中电池出现的异常状态向所述电池组串管理单元发出警报信息;
所述电池组串管理单元接收所述运行状态信息与所述警报信息并针对所述警报信息根据安全处理规则的要求对相应电池组进行保护管控;
所述电池组串管理单元将所述运行状态信息发送至所述配电网。
3.根据权利要求1所述的分布式移动储能系统,其特征在于,在所述储能电池系统充放电的过程中,所述储能变流器控制所述储能电池系统的充放电模式,并通过控制无功功率注入实现功率因数控制。
4.根据权利要求1所述的分布式移动储能系统,其特征在于,所述储能变流器还与所述电池管控系统连接,用于获取所述储能电池系统的所述运行状态;
所述储能变流器获取所述配电网的运行状态,并根据所述配电网的运行状态与所述储能电池系统的运行状态对所述分布式移动储能系统进行保护控制。
5.根据权利要求4所述的分布式移动储能系统,其特征在于,所述储能变流器根据所述配电网的运行状态与所述储能电池系统的运行状态实现对所述分布式移动储能系统的保护控制,包括:
当所述配电网中断供电使所述分布式移动储能系统处于孤岛状态时,所述储能变流器断开与所述配电网的连接并停止工作,当所述配电网恢复供电时,所述储能变流器与所述配电网重新连接;
当所述配电网的电网电压超出允许电压范围,所述储能变流器停止工作并发出相应警示信息,直至所述配电网的电网电压恢复至正常电压范围;
当所述配电网的电网频率超出允许频率范围,所述储能变流器停止工作并发出相应警示信息,直至所述配电网的电网频率恢复至正常频率范围;
当所述储能电池系统的输出功率大于所述储能变流器所允许的最大直流输入功率时,所述储能变流器将输出功率限制在允许的最大交流输出功率;
当流经所述储能变流器的交流电流大于预设限制电流时,所述储能变流器停止工作并发出相应警示信息;
当所述储能电池系统输出电流的直流电压超出允许电压范围时,所述储能变流器停止工作并发出相应警示信息。
6.根据权利要求5所述的分布式移动储能系统,其特征在于,所述预设限制电流为额定电流的1.2倍。
7.根据权利要求1所述的分布式移动储能系统,其特征在于,所述电池管控系统还将所述储能电池系统的运行状态信息发送至配电网。
8.根据权利要求1所述的分布式移动储能系统,其特征在于,所述储能变流器还用于接收来自所述配电网的协调控制指令并根据所述协调控制指令多所述储能电池系统进行统一协调控制。
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