CN113629882A - 一种模块化储能系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及储能系统技术领域，提出一种模块化储能系统，包括：一个或者多个储能单元，其中所述储能单元的数量是可配置的；以及汇流系统，其被配置为对所述一个或者多个储能单元进行汇流。本发明可以适应不同储能项目的应用需求；并且可以通过集成线束设计减小储能项目现场的工作量；另外本发明的基础或选配储能模块的尺寸及重量与运输方式相适配以便于运输，具有较好的实用性。

Description

一种模块化储能系统
技术领域
本发明总的来说涉及储能系统技术领域。具体而言，本发明涉及一种模块化储能系统。
背景技术
随着新能源产业的迅速发展，对于各种储能系统的应用需求也逐渐增多。针对不同的储能项目，其储能容量需求往往各不相同。现有技术中，通常需要针对不同储能容量需求构造不同的储能单元，并且需要将其它的储能部件设备，例如消防设备、热管理设备、电气盒和通讯配电柜等也都需要进行更换适配，其成本高昂并且效率低下。
发明内容
为至少部分解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种模块化储能系统，包括：
一个或者多个储能单元，其中所述储能单元的数量是可配置的；以及
汇流系统，其被配置为对所述一个或者多个储能单元进行汇流。
在本发明一个实施例中规定，所述模块化储能系统还包括基础储能模块，所述基础储能模块包括：
一个或者多个第一储能单元，其布置于第一底座上，并且所述一个或者多个第一储能单元与第一汇流系统连接；
第一汇流系统，其布置于第一底座上；以及
第一底座，其具有第一集成线束，其中通过所述第一集成线束连接所述一个或者多个第一储能单元以及第一汇流系统。
在本发明一个实施例中规定，所述模块化储能系统还包括一个或者多个选配储能模块，所述一个或者多个选配储能模块与所述基础储能模块连接，并且所述选配储能模块包括：
一个或者多个第二储能单元，其布置于第二底座上，并且所述一个或者多个第二储能单元与所述第一汇流系统连接；以及
第二底座，其具有第二集成线束，其中通过所述第二集成线束连接多个所述第二储能单元；
其中通过配置所述第一或第二储能单元的数量和\或通过配置所述选配储能模块的数量以确定所述模块化储能系统的容量。
在本发明一个实施例中规定，所述第一或第二储能单元包括电池柜，所述电池柜包括电池、消防系统、热管理系统以及电池柜汇流系统，其中所述电池的数量是可配置的。
在本发明一个实施例中规定，所述模块化储能系统还包括通过配置所述电池的数量以确定所述电池柜的容量，其中所述电池柜的容量被配置为大于等于0.2MWh。
在本发明一个实施例中规定，所述模块化储能系统包括：
第一基础储能模块，其具有n个第一储能单元以对应2.5至3.35MWh的所述模块化储能系统的容量，其中n等于所述容量除以单个第一储能单元的容量之商向上取整。
在本发明一个实施例中规定，所述模块化储能系统包括：
第二基础储能模块，其具有8个第一储能单元；以及
第一选配储能模块，其具有1至4个第二储能单元；
其中，通过配置所述第一选配储能模块与所述第二基础储能模块的连接以及通过配置所述第一选配储能模块的储能单元数量以对应3.35MWh至5MWh的所述模块化储能系统的容量。
在本发明一个实施例中规定，所述第一或第二底座具有吊点。
在本发明一个实施例中规定，所述模块化储能系统还包括储能变流系统，所述储能变流系统与所述汇流系统连接。
本发明还提出一种发电系统，其具有所述模块化储能系统。
本发明至少具有如下有益效果：本发明可以适应不同储能项目的应用需求，不需要变更其它储能部件设备，并且可以通过直接增减储能单元的数量以适应不同储能项目的容量需求，涵盖了大范围的阶梯容量需求；本发明可以通过基座中的集成线束在工厂内就将基础或选配储能模块的各部件之间相互连接，从而在储能项目现场只需要进行汇流系统的接线，大大减小了储能项目现场的工作量；本发明的储能单元的物料可以在内集成，减少了在系统级别上的集成工作；本发明的基础或选配储能模块的物料复用率高，系统标准化程度高；本发明的基础或选配储能模块的尺寸和重量与运输工具相适配，在运输过程中不需要申请超限证便于运输。
附图说明
为进一步阐明本发明的各实施例中具有的及其它的优点和特征，将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本发明的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。
图1示出了本发明一个实施例中模块化储能系统的结构示意图。
具体实施方式
应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。在各附图中，给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。
在本发明中，除非特别指出，“布置在…上”、“布置在…上方”以及“布置在…之上”并未排除二者之间存在中间物的情况。此外，“布置在…上或上方”仅仅表示两个部件之间的相对位置关系，而在一定情况下、如在颠倒产品方向后，也可以转换为“布置在…下或下方”，反之亦然。
在本发明中，各实施例仅仅旨在说明本发明的方案，而不应被理解为限制性的。
在本发明中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。
在此还应当指出，在本发明的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本发明的教导下，可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。另外，除非另行说明，本发明的不同实施例中的特征可以相互组合。例如，可以用第二实施例中的某特征替换第一实施例中相对应或功能相同或相似的特征，所得到的实施例同样落入本申请的公开范围或记载范围。
在此还应当指出，在本发明的范围内，“相同”、“相等”、“等于”等措辞并不意味着二者数值绝对相等，而是允许一定的合理误差，也就是说，所述措辞也涵盖了“基本上相同”、“基本上相等”、“基本上等于”。以此类推，在本发明中，表方向的术语“垂直于”、“平行于”等等同样涵盖了“基本上垂直于”、“基本上平行于”的含义。
另外，本发明的各方法的步骤的编号并未限定所述方法步骤的执行顺序。除非特别指出，各方法步骤可以以不同顺序执行。
下面结合具体实施方式参考附图进一步阐述本发明。
如图1所示，在本发明一个实施例中提出一个模块化储能系统，该系统可以包括直流侧的基础储能模块1010、选配储能模块1020以及交流侧的储能变流系统1030。所述模块化储能系统可以广泛应用于不同的储能项目，例如可以应用于发电系统中。
基础储能模块1010可以包括一个或者多个第一储能单元1011、第一汇流系统1012以及第一底座1013。
一个或者多个第一储能单元1011布置于第一底座1013上，其中可以通过配置所述第一储能单元1011的数量来对应不同的储能系统容量需求。
第一汇流系统1012布置于第一底座1013上，其中第一汇流系统1012可以与一个或者多个所述第一储能单元1011和第二储能单元1021连接，并且所述汇流系统被配置为对一个或者多个所述第一储能单元1011和第二储能单元1021进行电气汇流及控制。
第一底座1013可以具有第一集成线束，其中通过所述第一集成线束连接一个或者多个所述第一储能单元1011以及第一汇流系统1012。
一个或者多个选配储能模块1020可以与所述基础储能模块1010连接，并且所述选配储能模块1020可以包括：
一个或者多个第二储能单元1021，其布置于第二底座1022上，并且一个或者多个第二储能单元1021与第一汇流系统1012连接；以及
第二底座1022，其具有第二集成线束，其中通过所述第二集成线束连接多个所述第二储能单元1021；
其中可以通过配置与所述基础储能模块1010连接的选配储能模块1020的数量，或者通过配置所述第一储能单元1011或第二储能单元1021的数量来确定所述模块化储能系统的容量。
储能变流系统1030可以包括PCS(Power Conversion System)柜，所述PCS柜与所述汇流系统连接。
上述实施例中，第一储能单元1011或者第二储能单元1021可以是电池柜，所述电池柜的内部可以集成有电池、消防系统、热管理系统以及电池柜电气汇流及控制系统，其中所述电池的数量是可以配置的，通过增减所述电池的数量可以配置所述电池柜的容量，其容量可以大于等于0.2MWh。所述电池柜可以使用螺栓安装在第一底座1013或第二底座1022上，并且所述电池柜之间可以进行并柜连接。每个所述电池柜都可以作为一个基本的储能功能单元，通过在所述基础储能模块1010中将一个或者多个电池柜通过机械和电气拼接以集成到第一底座1013上，并且可以增加一个或者多个包括一个或者多个所述电池柜的选配储能模块1020，以便在储能系统的整体容量上实现所述电池柜的灵活组合。通过本发明的实施例在针对不同储能项目的应用过程中，不需要变更消防设备、热管理设备、电气盒和通讯配电柜等其它储能部件设备，并且可以通过直接增减所述电池柜的数量以适应不同储能项目的容量需求。
第一汇流系统1012可以包括主控配电柜，所述主控配电柜可以使用螺栓安装在第一底座1013，并且所述主控配电柜可以和所述电池柜之间进行并柜连接。
第一底座1013或第二底座1022中可以通过所述第一或第二集成线束在工厂内就将基础储能模块1010或者选配储能模块1020的各部件之间相互连接。所述第一底座1013或第二底座1022占地面积小，并且在储能项目现场只需要进行所述主控配电柜的接线，大大减小了储能项目现场的工作量，提升了储能项目的工作效率。
如图1所示，在项目现场仅需要开挖地沟外接线束连接主控配电柜与多个所述第二储能单元1021以及储能变流系统1030。如果不需要配置选配储能模块，则仅主控配电柜底部需要开挖地沟，土方量进一步减吵。
第一底座1013或第二底座1022上还可以具有吊点用于吊装，其可以在集成安装基础储能模块1010或者选配储能模块1020的其它部件后作为运输载体。
发明人基于在储能技术领域的多年研究工作中对于储能项目的容量需求的考量，还提出下列优选的储能容量数值以及模块化储能系统适配方案：
适配方案一、仅配置第一基础储能模块而不配置选配储能模块，所述第一基础储能模块可以配置有n个第一储能单元以对应2.5至3.35MWh的储能容量需求，其中n为正整数。在此，n优选地为6-8个，但是在本发明的教导下，其它数值也是可设想的。其中，例如配置6个第一储能单元时对应2.5MWh的储能容量需求，配置8个第一储能单元时对于对应3.35MWh的储能容量需求。
适配方案二、配置第二基础储能模块，其具有m个第一储能单元。并且配置第一选配储能模块，其具有n个第二储能单元，其中正整数m优选地为8，并且n优选地为1至4，但是在本发明的教导下，其它数值也是可设想的。其中，通过配置所述第一选配储能模块与所述第二基础储能模块的连接以及通过配置所述第一选配储能模块的储能单元数量以对应3.35MWh至5MWh的储能容量需求，不连接第一选配储能模块时对应3.35MWh的储能容量需求，连接具有4个第二储能单元的第一选配储能模块时对应5MWh的储能容量需求。
另外，上述适配方案中基础或选配储能模块的尺寸和重量可以与运输工具相适配，例如所述基础或选配储能模块的重量可以小于等于32吨以适用于普通货物运输的要求，无需申请超限证。
尽管上文描述了本发明的各实施例，但是，应该理解，它们只是作为示例来呈现的，而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本发明的精神和范围。因此，此处所公开的本发明的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。

Claims (10)

1.一种模块化储能系统，其特征在于，包括：
一个或者多个储能单元，其中所述储能单元的数量是可配置的；以及
汇流系统，其被配置为对所述一个或者多个储能单元进行汇流。
2.根据权利要求1所述的模块化储能系统，其特征在于还包括基础储能模块，所述基础储能模块包括：
一个或者多个第一储能单元，其布置于第一底座上，并且所述一个或者多个第一储能单元与第一汇流系统连接；
第一汇流系统，其布置于第一底座上；以及
第一底座，其具有第一集成线束，其中通过所述第一集成线束连接所述一个或者多个第一储能单元以及第一汇流系统。
3.根据权利要求2所述的模块化储能系统，其特征在于还包括一个或者多个选配储能模块，所述一个或者多个选配储能模块与所述基础储能模块连接，并且所述选配储能模块包括：
一个或者多个第二储能单元，其布置于第二底座上，并且所述一个或者多个第二储能单元与所述第一汇流系统连接；以及
第二底座，其具有第二集成线束，其中通过所述第二集成线束连接多个所述第二储能单元；
其中通过配置所述第一或第二储能单元的数量和\或通过配置所述选配储能模块的数量以确定所述模块化储能系统的容量。
4.根据权利要求3所述的模块化储能系统，其特征在于，所述第一或第二储能单元包括电池柜，所述电池柜包括电池、消防系统、热管理系统以及电池柜汇流系统，其中所述电池的数量是可配置的。
5.根据权利要求4所述的模块化储能系统，其特征在于，还包括通过配置所述电池的数量以确定所述电池柜的容量，其中所述电池柜的容量被配置为大于等于0.2MWh。
6.根据权利要求5所述的模块化储能系统，其特征在于，包括：
第一基础储能模块，其具有n个第一储能单元以对应2.5至3.35MWh的所述模块化储能系统的容量，其中n等于所述容量除以单个第一储能单元的容量之商向上取整。
7.根据权利要求6所述的模块化储能系统，其特征在于，包括：
第二基础储能模块，其具有8个第一储能单元；以及
第一选配储能模块，其具有1至4个第二储能单元；
其中，通过配置所述第一选配储能模块与所述第二基础储能模块的连接以及通过配置所述第一选配储能模块的储能单元数量以对应3.35MWh至5MWh的所述模块化储能系统的容量。
8.根据权利要求3所述的模块化储能系统，其特征在于，所述第一或第二底座具有吊点。
9.根据权利要求1所述的模块化储能系统，其特征在于还包括储能变流系统，所述储能变流系统与所述汇流系统连接。
10.一种发电系统，其具有权利要求1至9之一所述的模块化储能系统。
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