CN202218028U

CN202218028U - 回收废旧动力电池储能系统

Info

Publication number: CN202218028U
Application number: CN 201120172352
Authority: CN
Inventors: 潘迪; 王洋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2011-05-26
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2021-05-26

Abstract

回收废旧动力电池储能系统，由回收动力电池组（1），电力电子变流器（2），电池监控模块（3），检测模块（4），通讯模块（5）和滤波器（6）组成，本实用新型通过测量和通讯模块获取电力系统的信息，能够有效控制电池组系统充电和放电的时间和电量以及实时回馈到电网的有功与无功功率，到达合理利用现有电力系统、减少电力系统建设成本、削峰填谷、提高供电质量、节能减排的目的。

Description

回收废旧动力电池储能系统

技术领域

本实用新型属于回收废旧动力电池储能装置系统结构技术领域。

背景技术

随着发电量和用电量的节节攀升，以及以风力和太阳能发电为代表的新能源蓬勃发展，现有的传统电网体系已经逐渐不能满足工业化和现代化进程的需要。在智能电网系统中，电网储能技术是其系统核心之一。除了调峰填谷的功效之外，电网储能还能够支撑并稳定电网，有力支持新能源并网，以及提供紧急后备电源。虽然电网储能技术能够大幅改善电网性能，但是由于系统成本较高，其大规模应用受到经济因素的制约。

目前主要使用的电网储能技术为运行成本较低的抽水蓄能，即利用电网负载低谷时段的电能将水抽至高处蓄水库，在电网负载高峰时段放水发电回馈电网，这一技术极大地提高了电网能源使用效率。我国当前需要5000万千瓦的抽水蓄能容量，但实际全国投产、在建、和待建的总规模不到3000万千瓦，因而在建设新的抽水蓄能电站的同时，电网迫切需要其他可行的储能技术加以补充。同时，抽水蓄能技术也有其局限性，虽然抽水蓄能电站运行成本较低，但是工程周期长，建设投资大，能量转换率较低（~75%），系统反应慢，由于受到地域条件限制而不能广泛采用，并且往往远离用电中心，回馈电网时不能减轻输电线路负载。相比抽水蓄能电站，电池储能设施建设周期短，能源转换率高（>90%），系统反应快，并且基本不受地域条件约束，便于安装在用电中心地带，通过本地电网回馈电能可以有效缓解长途输电线路负载及相应的输电损耗。然而相比同等容量的抽水蓄能电站，电池储能成本很高，并且电池在使用过程中会逐步老化，需要持续更新，这些成本因素局限了电池储能的广泛应用。尽管有诸多限制因素，电池储能仍然被越来越多的采用，例如美国纽约州在建的20兆瓦锂电池储能系统，日本各地总共约200兆瓦的钠硫电池储能系统，美国阿拉斯加州的27兆瓦镍镉电池储能系统，波多黎各20兆瓦铅酸电池储能系统，等等。这些大型电池储能系统为稳定当地电网起到了关键作用。

发明内容

为解决上述废旧动力电池环保及储能问题，本实用新型的目的在于提供一种有效的废旧电池利用方法，既解决了大量废旧电池引起的浪费及环保问题，又可以废物利用，提高供电质量、节省建设成本、节约用电成本。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

废旧动力电池储能系统,由回收动力电池组，电力电子变流器，电池监控模块，检测模块，通讯模块和滤波器组成；其连接结构为：在电网与回收动力电池组之间，回收动力电池组与电力电子变流器之间连接有滤波器；电池监控模块一端通过监控/控制信号与回收动力电池组连接，另一端通过监控\控制信号与回收动力电池组连接；检测模块通过电网测检测信号与回收动力电池组连接；通讯模块一端通过控制和反馈信号与回收动力电池组连接，另一端通过与电网和用户间通讯信号连接。

本实用新型在于利用性能已不能满足需要的废旧电动自行车、电动汽车和电动船电池。

本实用新型在于电池监控模块不仅仅预测电池组储存的能量，还同时预测电池组的功率能力。

本实用新型在于电力电子变流器可根据实际情况采用集中或分布式变流器达到电池组的利用最优化。

本实用新型电池监控模块通过电池模型及测量计算当前电池中所储蓄的电能以及功率能力，保证合理的充放电过程，避免对电池造成重大损害。

检测模块检测电网测和电池测的电压、电流、频率及相角，保证系统安全并网。

通讯模块既将本地的测量、预测和故障信号发送给电网或用户，也接收来自电网或用户的控制信号对变流器的运行进行调整。

电力电子变流器，以集中或分布的形式按找控制信号将电网的交流电能转化为电池中的直流电能（充电）或将电池中的直流电能转化为交流电能回馈至电网中（放电）。同时，电力电子变流器还能够对电网的电压、功率潮流、电压相角进行控制。

滤波器用以减轻电力电子变流器开关所造成的谐波与波动。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型通过分时储存和释放电能，达到削峰填谷，减小用电峰值的目的，从而优化当前已有电网设施、节省电网建设成本。

同时，本实用新型可以配合可再生能源，如风电和太阳能发电使用，以增强电网的稳定性。

另外，在实行分时电价的地区，本实用新型可在电价最低的时段储存电能以备在电价最高的时段使用，可以节约用电费用。

本实用新型可以对本地用电进行检测，与电网或者用户进行通讯，以达到智能电网中最优化利用电能的目的。

本实用新型还可以提高供电电能质量。例如，本实用新型可以作为不间断电源，在停电的情况下对用户进行供电。或者将本实用新型作为柔性交流输电设备，以控制本地电网的电压、功率和相角。本实用新型可运用于住宅小区、农村及偏远社区和电力系统较为薄弱的地区，达到合理利用现有电力系统、减少电力系统建设成本、削峰填谷、提高供电质量、节能减排的目的。

事实上，本实用新型这一技术并不局限于动力电池，普通车载电池也可以成为使用对象。虽然由于受到使用寿命的限制，普通车载电池不适于全程放电，但是其设计特性决定了此类电池适合在短时间内释放大电流，因此可以被利用于对电网的瞬态大电流补偿。将普通车载电池与动力电池加以协调利用则有利于以较低的成本满足多种智能电网控制需求。

作为智能电网的重要组成部分，也作为产能综合利用与环境保护相结合的典范，基于回收电池的电网储能技术符合我国当前电网和电池产业可持续性发展的需求，对于整个能源产业的发展具有重要意义。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图;

图2为集中式变流器示意图;

图3为串级分布式变流器示意图;

图4串联为变流器和集中式逆变器示意图。

具体实施方式

见图1，图2，图3，图4，一种回收废旧动力电池储能系统，本实用新型由回收动力电池组1，电力电子变流器2，电池监控模块3，检测模块4，通讯模块5和滤波器6组成；其连接结构为：在电网与回收动力电池组1之间，回收动力电池组1与电力电子变流器2之间连接有滤波器6；电池监控模块3一端通过监控/控制信号与回收动力电池组1连接，另一端通过监控/控制信号与回收动力电池组1连接；检测模块4通过电网测检测信号与回收动力电池组1连接；通讯模块5一端通过控制和反馈信号与回收动力电池组1连接，另一端通过与电网和用户间通讯信号连接。

如图1所示，电池监控模块3通过检测电池信号及计算获取当前电池的储能及功率能力信号，并通过通讯模块5上传至用户或电网。

同时，通讯模块5也获取来自电网或用户的控制信号，决定期望回收动力的电池组1的充放电状态及功率。

根据通讯模块5、电池监控模块3和检测模块4的信号，变流器在交流形式和直流形式之间按需要转换电能，实现合理的电能转换、储存或释放。

如采用串联直流微变流器和中央变流器结合，每一个电池组的监控模块3和微电力电子变流器2会被单独控制以达到每个电池组的最佳利用。

通过检测模块4，变流器控制器会保证变流器交流测与电网的同步，实现安全并网。

除了实现能量转换，变流器还会通过通讯模块5和检测模块4获取当前电网的信息，通过无功功率注入、改变电压相角等方式对电网进行控制。

另外，电力电子变流器在电网供电中断时，会自动启动对负载进行供电。如果电网出现电压波动、电压过低等故障，变流器也可以自动进行补偿，保证用户的负载安全正常地工作。

Claims

1.一种回收废旧动力电池储能系统，其特征在于，由回收动力电池组（1），电力电子变流器（2），电池监控模块（3），检测模块（4），通讯模块（5）和滤波器（6）组成；其连接结构为：在电网与回收动力电池组（1）之间，回收动力电池组（1）与电力电子变流器（2）之间连接有滤波器（6）；电池监控模块（3）一端通过监控/控制信号与回收动力电池组（1）连接，另一端通过监控\控制信号与回收动力电池组（1）连接；检测模块（4）通过电网测检测信号与回收动力电池组（1）连接；通讯模块（5）一端通过控制和反馈信号与回收动力电池组（1）连接，另一端通过与电网和用户间通讯信号连接。