CN116031919A - 一种风电场移动智能储能设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风电场移动智能储能设备，涉及风力发电技术领域。包括储能集装箱，储能集装箱还包括有设备仓与电池仓，设备仓内部设置有储能变流器PCS，管控柜以及电池控制柜，电池仓内部设置有直流配电柜，汇流柜，电池组，壁挂式空调，照明灯以及自动消防系统，电池组还包括有电池柜，BMS系统，电池柜内设置有若干单体电池，BMS系统设置有断路器与快速熔断器，出现超过设定工作电流的故障电流时BMS系统会断开断路器以保护整组电池，当瞬时大故障电流导致断路器保护失效时快速熔断器会断开整组电池的物理连接以保护电池组，设备整体采用集装箱式设计，便于设备的移动、安装和防护，降低了现场地基的要求，整体排布紧凑，抗干扰能力强。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风电场移动智能储能设备。
背景技术
随着化石类燃料储量的日渐枯竭及环境污染压力的加剧，风能，这一取之不尽、用之不竭的清洁能源，越来越受到各国的重视，已成为各国解决能源短缺问题的重要来源。
由于风能存在随机性和间歇性的缺陷，很难保证其供电的均衡性和连续性，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明显。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风电场移动智能储能设备，解决了上述提到的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种风电场移动智能储能设备，包括储能集装箱，所述储能集装箱还包括有设备仓与电池仓，所述设备仓内部设置有储能变流器PCS，管控柜以及电池控制柜，所述电池仓内部设置有直流配电柜，汇流柜，电池组，壁挂式空调，照明灯以及自动消防系统。
优选的，所述储能变流器PCS通过以太网和RS485与上位机通信连接，若单台储能变流器通讯，可直接用网线将储能变流器的RJ45端口与上位机的RJ45端口相连，通过上位机监控系统对储能变流器进行监控；在标准的以太网MODBUS TCP通讯的基础上，储能变流器还提供了可选的RS485通讯方案,它采用的是MODBUS RTU协议，利用RS485/RS232转换器与上位机通讯。
优选的，所述电池组还包括有电池柜，BMS系统，所述电池柜内设置有若干单体电池，所述BMS系统设置有断路器与快速熔断器，出现超过设定工作电流的故障电流时BMS系统会断开断路器以保护整组电池，当瞬时大故障电流导致断路器保护失效时快速熔断器会断开整组电池的物理连接以保护电池组，各个电池管理模块ESBMM-2422通过内部CAN总线与各个电池组控制模块BCMU-8133通信，电池组控制模块BCMU-8133采集电池组的总电压、电流，通过对电池组数据的实时采集分析，电池组控制模块BCMU-8133动态制定电池管理策略，通过双向自动均衡等手段控制电池工作在合适的工况，同时与储能电站中央控制器/EMS系统信息交换。
优选的，所述自动消防系统包括控制主机，所述控制主机引出线路同时连接有警铃、声光报警器、温感探测器以及烟感探测器，所述烟感探测器电路连接有柜式七氟丙烷灭火装置，所述声光报警器电路连接有放气指示灯，所述控制主机电源连接有紧急启停按钮。
优选的，所述柜式七氟丙烷灭火装置包括有柜体，所述柜体内部通过瓶箍安装有灭火剂瓶与复燃抑制剂瓶，所述灭火剂瓶与复燃抑制剂瓶的输出口共同设置有启动模块，所述柜体的上部开设有柜式喷头，所述柜式喷头通过喷射短管与启动模块管道连接。
优选的，所述柜式七氟丙烷灭火装置对应设置在若干所述电池组旁侧，所述启动模块与烟感探测器电路连接，所述灭火剂瓶为耐压2.5MPa气瓶，所述复燃抑制剂瓶为非耐压容器。
优选的，包括柜式七氟丙烷灭火装置的使用方法，具体为：当电池组发生火灾，警铃、声光报警器、温感探测器以及烟感探测器发送向控制主机发送电信号，并对启动模块发送报警信息，由启动模块开启对应控制阀并通过喷射短管将灭火剂瓶内的灭火剂由柜式喷头输送至电池组进行明火扑灭，30s后通过控制阀的启停将复燃抑制剂输送至电池组内完成灭火。
优选的，所述灭火剂用量以储能集装箱内剩余体积计算七氟丙烷用量，灭火浓度设定为9％，所述柜式七氟丙烷灭火装置含2.5MPa七氟丙烷55公斤，复燃抑制剂用量以电池柜内部空余空间计算，用量为40L。
与相关技术相比较，本发明提供的一种风电场移动智能储能设备具有如下有益效果：
本发明提供一种风电场移动智能储能设备，七氟丙烷是无色、无味、无污染气体，且不导电、不含水，不会对用电设备造成伤害，灭火效率高、速度快，且无复杂管网、轻便、可移动，因而安装灵活方便，能够就近放置于储能元件柜需重点保护的单元附近，自动消防系统具有自动、手动和紧急启动/停止三种控制功能，自动消防系统控制组件在接收到火灾信号后，根据信号判断火灾位置，自动启动灭火动作或接受手动启动信号，启动灭火动作，手动启动功能优先于自动启动功能且应具有防止误启动的有效措施，并用文字或图形符号表明操作方法，无论装置处于任何状态，按下紧急启动按扭，都可启动灭火装置，释放灭火剂，实施灭火，同时控制器立即进入灭火报警状态，有效的提高了设备的安全性能。
本发明提供一种风电场移动智能储能设备，采用管控柜对集装箱内的动力设备及环境变量进行集中监控，从而减少能量损耗，有效的节约了成本。
本发明提供一种风电场移动智能储能设备，设备整体采用集装箱式设计，便于设备的移动、安装和防护，降低了现场地基的要求，缩短了基础设施建设工期，整体排布紧凑，抗干扰能力强。
附图说明
图1为本发明的移动智能储能设备拓扑图；
图2为本发明的储能变流器结构电路原理图；
图3为本发明的储能集装箱结构布局图；
图4为本发明的管控柜结构的动力环境监控示意图；
图5为本发明的自动消防系统框架图。
具体实施方式
实施例：
请参阅图1-图5，本发明提供一种技术方案，包括储能集装箱，所述储能集装箱还包括有设备仓与电池仓，所述设备仓内部设置有储能变流器PCS，管控柜以及电池控制柜，所述电池仓内部设置有直流配电柜，汇流柜，电池组，壁挂式空调，照明灯以及自动消防系统；管控柜对集装箱内的动力设备及环境变量进行集中监控，即动力环境监控，电源、空调等动力设备及集装箱环境是保障储能系统安全稳定运行的基础，因此动力设备的维护必须及时、可靠，以保障储能系统的正常运行，同时，管控柜对各类设备进行智能化管理，以达到减少能量损耗，对节约成本起重要作用；其中设备整体技术参数见表1：
表1其中储能变流器PCS具体参数见表2：
表2
对于空调智能化、光照智能管理等，通过RS485接口可以采集环境温湿度、远程开关机、设置温度、设置运行模式等多种操作，从而实现对空调的远程监测和控制，对能耗的损耗达到最小化；
所述储能变流器PCS通过以太网和RS485与上位机通信连接，若单台储能变流器通讯，可直接用网线将储能变流器的RJ45端口与上位机的RJ45端口相连，通过上位机监控系统对储能变流器进行监控；在标准的以太网MODBUS TCP通讯的基础上，储能变流器还提供了可选的RS485通讯方案,它采用的是MODBUS RTU协议，利用RS485/RS232转换器与上位机通讯；
所述电池组还包括有电池柜，BMS系统，所述电池柜内设置有若干单体电池，所述BMS系统设置有断路器与快速熔断器，出现超过设定工作电流的故障电流时BMS系统会断开断路器以保护整组电池，当瞬时大故障电流导致断路器保护失效时快速熔断器会断开整组电池的物理连接以保护电池组，各个电池管理模块ESBMM-2422通过内部CAN总线与各个电池组控制模块BCMU-8133通信，电池组控制模块BCMU-8133采集电池组的总电压、电流，通过对电池组数据的实时采集分析，电池组控制模块BCMU-8133动态制定电池管理策略，通过双向自动均衡等手段控制电池工作在合适的工况，同时与储能电站中央控制器/EMS系统信息交换；其中电池组性能参数见表3：
| 序号 | 项目 | 规格 |
| 1 | 电池类型 | 磷酸铁锂 |
| 2 | 单体电池规格型号 | LF280 |
| 3 | 系统串并联方式 | 5P238S |
| 4 | 系统标称电压 | 761.6V |
| 5 | 系统标称能量 | 1066kWh |
| 6 | 系统工作电压范围 | 666.4V～856.8V |
| 7 | 系统充电截止电压 | 单体2.8V |
| 8 | 系统放电截止电压 | 单体3.65V |
| 9 | 系统持续放电电流 | 0.8C～1C |
| 10 | 系统持续充电电流 | 0.25C |
| 11 | 系统最大工作温度范围 | -20℃～40℃ |
| 12 | 系统环境湿度要求 | 0-95％(无冷凝) |
| 13 | 系统通信方式 | RS485、以太网 |
表3
所述自动消防系统包括控制主机，所述控制主机引出线路同时连接有警铃、声光报警器、温感探测器以及烟感探测器，所述烟感探测器电路连接有柜式七氟丙烷灭火装置，所述声光报警器电路连接有放气指示灯，所述控制主机电源连接有紧急启停按钮；
所述柜式七氟丙烷灭火装置包括有柜体，所述柜体内部通过瓶箍安装有灭火剂瓶与复燃抑制剂瓶，所述灭火剂瓶与复燃抑制剂瓶的输出口共同设置有启动模块，所述柜体的上部开设有柜式喷头，所述柜式喷头通过喷射短管与启动模块管道连接；
所述柜式七氟丙烷灭火装置对应设置在若干所述电池组旁侧，所述启动模块与烟感探测器电路连接，所述灭火剂瓶为耐压2.5MPa气瓶，所述复燃抑制剂瓶为非耐压容器；
包括柜式七氟丙烷灭火装置的使用方法，具体为：当电池组发生火灾，警铃、声光报警器、温感探测器以及烟感探测器发送向控制主机发送电信号，并对启动模块发送报警信息，由启动模块开启对应控制阀并通过喷射短管将灭火剂瓶内的灭火剂由柜式喷头输送至电池组进行明火扑灭，30s后通过控制阀的启停将复燃抑制剂输送至电池组内完成灭火；
所述灭火剂用量以储能集装箱内剩余体积计算七氟丙烷用量，灭火浓度设定为9％，所述柜式七氟丙烷灭火装置含2.5MPa七氟丙烷55公斤，复燃抑制剂用量以电池柜内部空余空间计算，用量为40L；
自动消防系统具体实施时所具备的特点有：
1、采用七氟丙烷惰性气体作为灭火介质；
2、采用多点传感系统，自动侦测温度、烟，报警并启动灭火；
3、具备手动控制、自动控制和紧急启动三种模式；
4、配备专门的警铃及声光报警器；
5、气体满足灭火浓度要求；
6、控制器具备后备电源；
7、控制器告警具备若干节点输出；
8、在灭火剂喷射结束2min后不会出现有锂电池燃烧、爆炸现象，灭火装置喷射结束并持续抑制10min后，锂电池不复燃。
Claims (8)
1.一种风电场移动智能储能设备，包括储能集装箱，其特征在于：所述储能集装箱还包括有设备仓与电池仓，所述设备仓内部设置有储能变流器PCS，管控柜以及电池控制柜，所述电池仓内部设置有直流配电柜，汇流柜，电池组，壁挂式空调，照明灯以及自动消防系统。
2.根据权利要求1所述的一种风电场移动智能储能设备，其特征在于：所述储能变流器PCS通过以太网和RS485与上位机通信连接。
3.根据权利要求2所述的一种风电场移动智能储能设备，其特征在于：所述电池组还包括有电池柜，BMS系统，所述电池柜内设置有若干单体电池，所述BMS系统设置有断路器与快速熔断器，出现超过设定工作电流的故障电流时BMS系统会断开断路器以保护整组电池，当瞬时大故障电流导致断路器保护失效时快速熔断器会断开整组电池的物理连接以保护电池组。
4.根据权利要求3所述的一种风电场移动智能储能设备，其特征在于：所述自动消防系统包括控制主机，所述控制主机引出线路同时连接有警铃、声光报警器、温感探测器以及烟感探测器，所述烟感探测器电路连接有柜式七氟丙烷灭火装置，所述声光报警器电路连接有放气指示灯，所述控制主机电源连接有紧急启停按钮。
5.根据权利要求4所述的一种风电场移动智能储能设备，其特征在于：所述柜式七氟丙烷灭火装置包括有柜体，所述柜体内部通过瓶箍安装有灭火剂瓶与复燃抑制剂瓶，所述灭火剂瓶与复燃抑制剂瓶的输出口共同设置有启动模块，所述柜体的上部开设有柜式喷头，所述柜式喷头通过喷射短管与启动模块管道连接。
6.根据权利要求5所述的一种风电场移动智能储能设备，其特征在于：所述柜式七氟丙烷灭火装置对应设置在若干所述电池组旁侧，所述启动模块与烟感探测器电路连接，所述灭火剂瓶为耐压2.5MPa气瓶，所述复燃抑制剂瓶为非耐压容器。
7.根据权利要求1-6所述的一种风电场移动智能储能设备，其特征在于：包括柜式七氟丙烷灭火装置的使用方法，具体为：
当电池组发生火灾，警铃、声光报警器、温感探测器以及烟感探测器发送向控制主机发送电信号，并对启动模块发送报警信息，由启动模块开启对应控制阀并通过喷射短管将灭火剂瓶内的灭火剂由柜式喷头输送至电池组进行明火扑灭，30s后通过控制阀的启停将复燃抑制剂输送至电池组内完成灭火。
8.根据权利要求7所述的一种风电场移动智能储能设备，其特征在于：所述灭火剂用量以储能集装箱内剩余体积计算七氟丙烷用量，灭火浓度设定为9％，所述柜式七氟丙烷灭火装置含2.5MPa七氟丙烷55公斤，复燃抑制剂用量以电池柜内部空余空间计算，用量为40L。
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| CN202310075115.6A CN116031919A (zh) | 2023-02-07 | 2023-02-07 | 一种风电场移动智能储能设备 |
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| CN116031919A true CN116031919A (zh) | 2023-04-28 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117913420A (zh) * | 2024-03-19 | 2024-04-19 | 成都宇能通能源开发有限公司 | 一种房车储能系统 |
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2023
- 2023-02-07 CN CN202310075115.6A patent/CN116031919A/zh active Pending
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| CN117913420A (zh) * | 2024-03-19 | 2024-04-19 | 成都宇能通能源开发有限公司 | 一种房车储能系统 |
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