CN207368671U - 一种应用于配网台区的移动扩容装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及移动储能技术领域，更具体地，涉及一种应用于配网台区的移动扩容装置，包括后台控制中心、箱体及设置于箱体内的电池系统、能量转换系统、高压配电箱和电池管理系统；所述电池系统经高压配电箱与能量转换系统连接，所述能量转换系统还与配电网连接；所述电池管理系统由电池系统供电，且电池管理系统与能量转换系统和高压配电箱均通信连接，所述电池管理系统与后台控制中心通信连接。本实用新型在用电低谷时对电池充电储能，在用电高峰时放电，将电能输送至配电网，为台区提供短时的有功功率支撑。

Description

一种应用于配网台区的移动扩容装置

技术领域

本实用新型涉及移动储能技术领域，更具体地，涉及一种应用于配网台区的移动扩容装置。

背景技术

供电电压偏差是目前主要的电能质量问题之一，直接影响到电网的稳定运行和用电设备的性能。随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，低压配电网的负荷类型越来越多、容量越来越大，使得低压配电网的低电压问题日益凸出。为解决低压问题，各电网单位纷纷开始建立台区或低压线路改造，以提高基础网架可靠性水平，这是解决低电压问题的有效手段。然而，这种改造实施周期长，且在台区负荷波动较大、负荷增长缓慢的情况下，易造成电力资产利用率低、电网投资效益低等问题。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种应用于配网台区的移动扩容装置，在用电低谷时对电池充电储能，在用电高峰时放电，将电能输送至配电网，为台区提供短时的有功功率支撑。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：

一种应用于配网台区的移动扩容装置，包括后台控制中心、箱体及设置于箱体内的电池系统、能量转换系统、高压配电箱和电池管理系统；电池系统经高压配电箱与能量转换系统连接，能量转换系统还与配电网连接；电池管理系统由电池系统供电，且电池管理系统与能量转换系统和高压配电箱均通信连接，电池管理系统与后台控制中心通信连接。

电池系统经能量转换系统连接至配电网，能量转换系统实现了电池系统与配电网系统之间的电能转换并实现对电池系统充放电的控制。高压配电箱对各路输出进行管理，并对电流电压进行采集，对高压的连接、绝缘状态进行实时监控。电池管理系统通过对能量转换系统和高压配电箱的实时状态及监测数据进行采集及运算，并上传至后台能源控制器及后台控制中心，若电池系统没有故障且准备就绪，后台控制中心下发充放电指令，电池管理系统和能量转换系统根据指令，控制充放电设备按照策略进行充放电模式的选择管理。

另外，电池管理系统还实现了电池系统过压告警，电池系统欠压告警，电池系统过流告警，电池系统高温告警，电池系统低温告警，电池系统漏电告警，电池管理系统通信异常告警，电池管理系统内部异常告警。

进一步地，能量转换系统经断路器与配电网连接，为电池系统增加了一层保护，在电池系统工作异常时，能自动断开电池系统与电网的连接，保障了电网的安全运行。

进一步地，能量转换系统包括DC/AC变换器，实现电池系统的充放电。本实用新型采用三电平模块设计，输出谐波小，效率高，设备体积小，易于运输和维护；可自动适配多种电池，针对不同电池，实现不同充放电策略；可接受电网调度，进行有功、无功独立调节，功率因素任意可调；电池输入电压范围宽；配合STS可实现并离网无缝切换。

进一步地，电池管理系统与能量转换系统和高压配电箱通过CAN通讯无线连接。

进一步地，电池系统经升压装置与电池管理系统连接。

具体地，电池系统由若干电池模块并联而成，所述电池模块由若干电池单体串联构成，应用场景主要利用电池系统能量型应用，考虑占地面积限制，电池单体优选为锂离子电池。其次，分析台区典型日负荷曲线，台区较高用电高峰一般为每日22:00-01:00（次日），电池系统容量和功率比安装2:1配置，并考虑电池系统效率≤90%，电池系统放电深度约束DOD≤0.9，从而确定电池系统的容量。

与现有技术相比，有益效果是：移动式扩容装置的使用，可有效减轻母线配电变压器负担，在居民用电高峰期有效分摊设备用电压力，延缓用电设备增加带来的母线配变扩容问题；在电网电力中断时，本实用新型可作为关键设备的备用电源，节约了该地域备用电源的投入。

附图说明

图1是本实用新型在一实施例中的电路连接图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

应用于配网台区的移动扩容装置包括后台控制中心、箱体及设置于箱体内的电池系统、能量转换系统PCS、高压配电箱PDU和电池管理系统BMS。如图1所示，电池系统经高压配电箱PDU与能量转换系统PCS连接，能量转换系统PCS经断路器与配电网连接；电池管理系统BMS通过升压装置由电池系统供电，且电池管理系统BMS与能量转换系统PCS和高压配电箱PDU通过CAN通讯进行，另外电池管理系统BMS与后台控制中心通信连接，其中能量转换系统PCS包括DC/AC变换器，以实现电池系统的充放电。

具体地，电池系统由若干电池模块并联而成，所述电池模块由若干电池单体串联构成，应用场景主要利用电池系统能量型应用，考虑占地面积限制，电池单体优选为锂离子电池。

在本实施例中，电池系统经能量转换系统连接至配电网，能量转换系统PCS实现了电池系统与配电网系统之间的电能转换并实现对电池系统充放电的控制。高压配电箱PDU对各路输出进行管理，并对电流电压进行采集，对高压的连接、绝缘状态进行实时监控。电池管理系统BMS通过对能量转换系统PCS和高压配电箱PDU的实时状态及监测数据进行采集及运算，并上传至后台控制中心，若电池系统没有故障且准备就绪，后台控制中心下发充放电指令，电池管理系统BMS和能量转换系统PCS根据指令，控制充放电设备按照策略进行充放电模式的选择管理。当电池系统达到设定充电时间，电池系统充电；当电池系统达到设定放电时间，电池系统放电，电池系统的充放电由能量转换系统PCS进行控制。

另外，电池管理系统BMS能自动采集电池单体电压、电池系统总电流、电池系统的温度等信息，当检测得电池系统出现电压、电流、温度等模拟量出现超过安全保护门限的情况时，将进行故障隔离，将问题电池模块退出运行，同时上报保护信息，并在本地进行显示。此外电池管理系统BMS还实现了电池系统过压告警，电池系统欠压告警，电池系统过流告警，电池系统高温告警，电池系统低温告警，电池系统漏电告警，电池管理系统BMS通信异常告警，电池管理系统BMS内部异常告警。

进一步地，能量管理系统PCS包括DC/AC变换器，实现电池系统的充放电。本实用新型采用三电平模块设计，输出谐波小，效率高，设备体积小，易于运输和维护；可自动适配多种电池，针对不同电池，实现不同充放电策略；可接受电网调度，进行有功、无功独立调节，功率因素任意可调；电池输入电压范围宽；配合STS可实现并离网无缝切换。

能量管理系统PCS主要实现DC/AC变换器的控制功能。当低压台区的负荷重载时，DC/AC变换器处于放电控制，给定DC/AC变换器的电流指令，与DC/AC变换器输出电流比较，经过PI控制器输出得到控制信号，然后经过PWM调制策略生成驱动半导体器件的脉冲信号，控制半导体管的通断。当低压台区的负荷轻载时，DC/AC变换器处于充电控制，充电采用恒流-恒压-浮充三阶段控制。

在本实施例中，移动扩容装置能根据变压器的负荷率波动自动计算出并输出储能功率调节值，将变压器的负荷率控制在设定范围内；并且能根据设定的用电峰谷时段出力曲线自动输出储能功率，实现谷电峰用。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种应用于配网台区的移动扩容装置，其特征在于，包括后台控制中心、箱体及设置于箱体内的电池系统、能量转换系统、高压配电箱和电池管理系统；所述电池系统经高压配电箱与能量转换系统连接，所述能量转换系统还与配电网连接；所述电池管理系统由电池系统供电，且电池管理系统与能量转换系统和高压配电箱均通信连接，所述电池管理系统与后台控制中心通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种应用于配网台区的移动扩容装置，其特征在于，所述的能量转换系统经断路器与配电网连接。

3.根据权利要求1所述的一种应用于配网台区的移动扩容装置，其特征在于，所述能量转换系统包括DC/AC变换器，实现电池系统的充放电。

4.根据权利要求1所述的一种应用于配网台区的移动扩容装置，其特征在于，所述的电池管理系统与能量转换系统和高压配电箱通过CAN连接。

5.根据权利要求1所述的一种应用于配网台区的移动扩容装置，其特征在于：所述的电池系统经升压装置与电池管理系统连接。

6.根据权利要求1所述的一种应用于配网台区的移动扩容装置，其特征在于，所述电池系统由若干电池模块并联而成，所述电池模块由若干电池单体串联构成。

7.根据权利要求6所述的一种应用于配网台区的移动扩容装置，其特征在于，所述电池单体为锂离子电池。