CN208094203U - 一种集装箱载分布式电池储能电源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集装箱载分布式电池储能电源系统，其中，包括集装箱以及设置于集装箱中的分布式电池储能组，所述分布式电池储能组包括，包括储能电池、储能双向逆变器、电池管理系统，其中储能双向逆变器与储能电池电连接，所述储能双向逆变器还设有电网连接端子；所述电池管理系统设有与远程监控系统通信的接口，所述电池管理系统与储能电池通信连接，所述储能双向逆变器设有与所述远程监控系统通信的接口。本申请所公开的集装箱载分布式电池储能电源系统，可在远程管理系统的数据控制下，对所述储能电池进行充放电操作，从而对电网的输出功率根据实际负荷情况实时进行调节，具有反应速度快，能源浪费低，容错能力强的优点。

Description

一种集装箱载分布式电池储能电源系统

技术领域

本实用新型涉及电源装置技术领域，尤其涉及一种集装箱载分布式电池储能电源系统。

背景技术

在当今社会中，电能作为清洁能源，需求越来越高，可是，现在电能的生产还是基本依赖化石能源等传统能源，这些化学能源在发电厂的使用就已经产生了很大的环境问题。故而，现在电能的清洁度还是不够。

随着环保的深入，人们已经在使用绿色能源，包括太阳能、风能、海洋能等可再生能源，来转换生成电能。但是，这些绿色能源发电的最大问题是，其输出的能量并不稳定，例如，太阳能会随着昼夜节律，天气变化，季节轮回而变化。风能更是具有季节性和随机性，而海洋能也同样存在周期性的变化，故而这些能源用于发电时，所产生的电能的功率也具有明显的波动性和间歇性。另外，正常情况下，电网的负荷本身也具有不稳定性，例如，昼峰夜谷的特性，因为夜间用电大大减少，就使得昼夜的电费单价差很大。但是，例如风力发电，往往在夜间才是处于最佳的发电运行状态，而却因为昼峰夜谷的用电情况，常常被迫从电网中脱离，这就造成了严重的资源浪费。

对于这种因为用电负荷不平衡而造成的能源浪费，现在已经有一些对策，例如在用电低谷时候将所产生的电能通过各种方法存储起来，而等到用电高峰时候，再提取所储存的电能，并加入电网使用。所述对策包括抽水蓄能，飞轮蓄能等将多余的电能转换为机械能，而在需要用电的时候，再将机械能转换回电能的方式。

但是，这种转换方式，因为是涉及到电能和机械能之间的转换，故而反应速度往往跟不上需要，对于电网负荷的变化不能及时做出最佳的反应。同时，由于通常都是集中式的蓄能方式，当出现任何差错时，整个系统将崩溃而停止工作，即容错能力低。并且在需要释放能量的时候，也是集中式的，而不能根据电网的实际需要控制释放量，从而也带来了很大的不便和能源浪费。

因此，现有技术还有待于改进和提高。

发明内容

鉴于上述的通过将电网中多余的电能转换为机械能来储存电能，再在需要时候转换回电能的方式的缺陷，本实用新型的目的在于，提供一种集装箱载分布式电池储能电源系统，以解决现有的电能储能方式中的集中性和长延迟的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种集装箱载分布式电池储能电源系统，其中，包括集装箱以及设置于集装箱中的分布式电池储能组，所述分布式电池储能组包括，包括储能电池、储能双向逆变器（或：储能双向逆变器、PCS）、电池管理系统，其中储能双向逆变器与储能电池电连接，所述储能双向逆变器还设有电网连接端子；所述电池管理系统设有与远程监控系统通信的接口，所述电池管理系统与储能电池通信连接，所述储能双向逆变器设有与所述远程监控系统通信的接口。

在一种优选实施例中，所述在一种优选实施例中，所述集装箱内设有桁架结构，所述桁架结构后端固定到集装箱内壁上，所述桁架结构包括镂空格，每个镂空格内放置至少一个储能电池，在桁架结构的前端设有空调机和配电箱；至少部分所述储能电池并联到配电箱。

在一种优选实施例中，所述桁架结构的框架内设有连续的支撑机构，支撑机构在所述桁架结构后端伸出后设置安装板，安装板固定在集装箱内壁上。

在更优选实施例中，所述支撑机构为U形支撑架。

在更优选实施例中，所述安装板在贴靠桁架结构上表面的位置，设有沿桁架结构上表面延伸的夹片。

在更优选实施例中，所述安装板下方设有向后伸出的插块，集装箱内壁设有容置所述插块的插槽。

在更优选实施例中，所述集装箱内壁设有容纳所述安装板的卡槽。

在一种优选实施例中，所述桁架结构包括至少两排镂空格，其中至少一排镂空格对应的桁架结构端部设有所述配电箱，其他排镂空格对应的桁架结构端部均设有空调机。

在一种优选实施例中，所述桁架结构框架中，至少部分为中空结构，并且，空调出风口连接所述中空结构。

在一种优选实施例中，所述镂空格为n排m列设置，每一列内镂空格的电池之间串联设置组成一个串联电源，共计组成m个串联电源，m个串联电源并联到所述配电箱，其中，n和m均为自然数，并分别独立的优选为3-5的自然数

在一种优选实施例中，所述镂空格包括盖板，将放置电池的镂空格封盖。

在一种优选实施例中，所述储能双向逆变器采用三相全桥逆变电路；三相全桥逆变电路直流侧通过直流EMI滤波器连接储能电池，交流侧依次通过LC滤波器、三相变压器、交流EMI滤波器连接电网连接端子。

在一种优选实施例中，所述直流EMI滤波器与储能电池之间设有并联的第一直流接触器支路、第二直流接触器支路，第二直流接触器支路上串联有直流缓冲电路。

在一种优选实施例中，所述三相变压器与交流EMI滤波器之间并联有第一交流接触器支路、第二交流接触器支路，第二交流接触器支路上串联有缓冲电阻。

在一种优选实施例中，所述交流EMI滤波器与电网连接端子之间串联有交流断路器。

在一种优选实施例中，交流EMI滤波器与电网连接端子之间连接防雷器。

在一种优选实施例中，所述储能双向逆变器包括外壳体，外壳体设有储能电池连接端子，所述储能电池连接端子与所述第一直流接触器支路、第二直流接触器支路电连接；所述电网连接端子位于壳体表面。

在一种优选实施例中，所述壳体内设有风机，其中，所述风机可以是风扇、吸风机或鼓风机等。所述壳体设有进风口和出风口，所述风机与储能电池连接端子之间电连接。

在一种优选实施例中，所述电池管理系统包括电池信息采集装置，所述电池信息采集装置包括温度传感器、电流和电压监测器；电池管理系统还包括处理器，所述信息采集装置连接并发送信息至所述处理器；所述处理器与远程监控系统、储能电池通信连接。

在更优选实施例中，所述处理器通过通讯接口连接人机交互平台。

在一种优选实施例中，所述电流和电压监测器包括电压采样电路、电流采样电路、电流电压调节单元，电流采样电路串联在电流电压调节单元与电池阴阳极连接点之间，所述电压采样电路与电池阴阳极连接点一起并联接入电流电压调节单元，电流电压调节单元包括可调电阻。

在一种优选实施例中，所述电压采样电路、电流采样电路均连接并发送信息至所述处理器。在另一种优选实施例中，所述电压采样电路、电流采样电路连接一控制芯片，所述控制芯片与所述处理器之间通信连接。

在更优选实施例中，所述电流电压调节单元包括发光器，所述可调电阻为光敏电阻。更优选地，所述处理器向PWM控制器发送指令；或者所述控制芯片连接并发送指令给PWM控制器。

在一种优选实施例中，所述处理器或控制芯片连接并发送指令给报警装置。

本实用新型所公开的集装箱载分布式电池储能电源系统，通过在若干个集装箱中设置电池储能组，包括连接电网的储能变流装置，连接多个储能电池至电网，在一远程管理系统的数据控制下，对所述储能电池进行充放电操作，从而对电网的输出功率根据实际负荷情况实时进行调节，具有反应速度快，能源浪费低，容错能力强的优点，极大地帮助了维持电网负荷的平衡。

附图说明

图1是本实用新型集装箱载分布式电池储能电源系统结构示意图；

图2是本实用新型中桁架结构安装到集装箱内壁结构示意图；

图3是本实用新型中卡槽设置结构示意图；

图4是本实用新型中桁架结构示意图；

图5是分布式电池储能电源系统原理示意图；

图6是本实用新型中储能双向逆变器原理示意图；

图7是本实用新型的控制监控系统的结构示意图；

图中：1.电网、2.电力输送线路、3.通信线路、4. 储能双向逆变器、5.储能电池、6.远程管理系统、7.电池管理系统、8.负载、9.集装箱、41.三相全桥逆变电路、42.直流EMI滤波器、43.交流EMI滤波器、44.LC滤波器、45.三相变压器、46.防雷器、47.断路器、481.第一直流接触器、482.第二直流接触器、483.直流缓冲电路、491.第一交流接触器、492.第二交流接触器、493.缓冲电阻、40.控制监控系统、401.定时器、402.信号接受装置、51.桁架结构、52.封盖、53.空调机、54.配电箱、55.安装板、56.镂空格、57.连接头、550、支撑架、551插块、552.夹片、91.卡槽、92、容纳腔

具体实施方式

本实用新型提供了一种新型的集装箱载分布式电池储能电源系统，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型的一个较佳的实施例中，所述集装箱载分布式电池储能电源系统的结构如图1和图2所示，包括集装箱9、桁架结构51。

参照图1，多个桁架结构51阵列排布，上下两个桁架结构51之间可以通过连接头57进行连接，或者连接头之间设置隔离物，在上下两个桁架结构51之间形成一个空隙。桁架结构51后端固定到集装箱9的内壁上。

参照图4，桁架结构51包括阵列设置的镂空格56，每个镂空格56内都放置有至少一个高功率磷酸铁锂储能电池5，盖板将镂空格26封盖。

所述储能电池5分N排M列（M和N均为自然数）阵列布置于所述桁架结构51的镂空格56内。每列的储能电池5串联形成一个串联电源，共形成四个串联电源，然后四个串联电源并联到配电箱54。

在所述桁架结构51的前端，设有两个空调机53及一个配电箱54。优选地，如图3所示，两个所述空调机53对称地设置于所述前端的外侧，而所述配电箱54则设置于所述端面的中间位置。所述配电箱54，优选地，包括一高压配电箱和一低压配电箱，用于不同场合，不同物件的供电。

参照图2，桁架结构51内设有U形支撑架550，U形支撑架550沿桁架结构51长度方向设置，U形支撑架550在桁架结构51的后端伸出，伸出的部分连接安装板55，安装板55下端设有向后突出的插块551，形成L形结构。同样，集装箱9内壁设有嵌合所述L形结构的卡槽91。

参照图3，卡槽91沿集装箱内壁水平设置，并且设置多排，每个桁架结构51固定位设置有容纳腔92，桁架结构51沿卡槽91水平滑动至预定位置，插块551插入预定位置的容纳腔92内，安装板55通过螺钉固定到集装箱9的内壁上。

使用时，参照图5，市电的电网1通过电力输送线路2连接各个负载8，并且，所述电力输送线路2还有支路接入集装箱9内，连接所述集装箱9中的若干路分布式的电池储能组，其中，每个集装箱9中可以容纳一路或多路所述电池储能组，只要保证安全即可。所述集装箱9可以是一个或多个，例如可分散布置于不同的地点，也可以集中布置于某个场地，甚至可以放入地下，从而给整个系统的布置带来极大的方便，尤其是在居民区商业区等人口密集地。

在单个集装箱9中，每个所述电池储能组包括一个储能双向逆变器4和至少一个置于所述桁架结构51镂空格56内的储能电池5，所述储能双向逆变器4（PCS，Power ControlSystem）包括DC/AC双向变流器和控制监控系统40，每个所述DC/AC双向变流器都连接有至少一个所述储能电池5。所述储能电池5可以多个串联后再相互并联。所述DC/AC双向变流器用于将电网1的交流电AC转换为直流电DC，以给所述储能电池5充电，并且，在负载8过大时，根据所述电网1的需要，还用于将所述储能电池5输出的直流电DC逆变换为电网1的市电交流电AC，以补充入电网1。

所述控制监控系统40，如图7所示，包括定时器401和信号接受装置402，其中，所述信号接受装置412直接连接至所述电网1，并通过通信线路3接受从一远程管理系统6发送来的数据，所述数据包括用于控制所述储能电池5工作的指令和用于控制所述定时器401工作的指令。

本申请的集装箱载分布式电池储能电源系统，在运作时，所述远程管理系统6，一般设置存放于供电部门，根据电网1的当前负荷情况，通过通信线路3发送数据至所述信号接受装置402，所述信号接受装置402翻译识别接收到的所述数据后，根据数据的指示，控制所述储能电池5工作，或充电储能，或放电供能。同时，考虑到电网1的昼峰夜谷的用电情况，所述远程管理系统6还可以通过通信线路3发送相应的控制数据至所述定时器401，设定所述定时器401的缺省工作时间，从而实现所述储能电池5每天根据时间，自动进行充放电运作。当然，所设定的所述缺省工作时间是可以被所述远程管理系统6发送来的新的设定所改变的。以进一步提供整个集装箱载分布式电池储能电源系统的适应性和灵活性。

在本实用新型的一个更佳的实施例中，每个所述储能双向逆变器4与其所连接的储能电池5之间，还设有一电池管理系统7，通过通信线路3与所述储能电池5交换数据，从而管理和监控每个储能电池5的工作情况。当然，所述电池管理系统7也可以设置为通过无线传输的方式，与每个储能电池5交换数据。从而可以及时地发现问题电池而加以置换维修。电池管理系统7还可以与远程管理系统6之间通信。

参照图6，在一种实施例中，DC/AC双向变流器包括三相全桥逆变电路41、与三相全桥逆变电路41的直流侧连接的直流EMI滤波器42、与三相全桥逆变电路41的交流侧连接的交流EMI滤波器43，直流EMI滤波器42与储能电池连接端子电连接，交流EMI滤波器43与电网连接端子电连接。

其中，直流EMI滤波器42与储能电池连接端子之间并联有第一直流接触器481、第二直流接触器482，第二直流接触器482支路上串联有直流缓冲电路483。

交流EMI滤波器43与电网连接端子之间串联有断路器47，电网连接端子与断路器47之间连接一支路，该支路上连接防雷器46。三相全桥逆变电路41与交流EMI滤波器43之间依次串联LC滤波器44、三相变压器45。三相变压器45与交流EMI滤波器43之间并联有第一交流接触器491、第二交流接触器492，第二交流接触器492支路上串联有交流缓冲电阻493。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims (10)

1.一种集装箱载分布式电池储能电源系统，其特征在于，包括集装箱以及设置于集装箱中的分布式电池储能组，所述分布式电池储能组包括，包括储能电池、储能双向逆变器、电池管理系统，其中储能双向逆变器与储能电池电连接，所述储能双向逆变器还设有电网连接端子；所述电池管理系统设有与远程监控系统通信的接口，所述电池管理系统与储能电池通信连接，所述储能双向逆变器设有与所述远程监控系统通信的接口。

2.根据权利要求1所述的集装箱载分布式电池储能电源系统，其特征在于，所述集装箱内设有桁架结构，所述桁架结构后端固定到集装箱内壁上，所述桁架结构包括镂空格，每个镂空格内放置至少一个储能电池，在桁架结构的前端设有空调机和配电箱；至少部分所述储能电池并联到配电箱。

3.根据权利要求2所述的集装箱载分布式电池储能电源系统，其特征在于，所述桁架结构的框架内设有连续的支撑机构，支撑机构在所述桁架结构后端伸出后设置安装板，安装板固定在集装箱内壁上。

4.根据权利要求3所述的集装箱载分布式电池储能电源系统，其特征在于，所述安装板在贴靠桁架结构上表面的位置，设有沿桁架结构上表面延伸的夹片；所述安装板下方设有向后伸出的插块，集装箱内壁设有容置所述插块的插槽；所述集装箱内壁设有容纳所述安装板的卡槽。

5.根据权利要求2所述的集装箱载分布式电池储能电源系统，其特征在于，所述桁架结构包括至少两排镂空格，其中至少一排镂空格对应的桁架结构端部设有所述配电箱，其他排镂空格对应的桁架结构端部均设有空调机。

6.根据权利要求1所述的集装箱载分布式电池储能电源系统，其特征在于，所述储能双向逆变器采用三相全桥逆变电路；三相全桥逆变电路直流侧通过直流EMI滤波器连接储能电池，交流侧依次通过LC滤波器、三相变压器、交流EMI滤波器连接电网连接端子。

7.根据权利要求6所述的集装箱载分布式电池储能电源系统，其特征在于，所述直流EMI滤波器与储能电池之间设有并联的第一直流接触器支路、第二直流接触器支路，第二直流接触器支路上串联有直流缓冲电路；所述三相变压器与交流EMI滤波器之间并联有第一交流接触器支路、第二交流接触器支路，第二交流接触器支路上串联有缓冲电阻。

8.根据权利要求7所述的集装箱载分布式电池储能电源系统，其特征在于，所述储能双向逆变器包括外壳体，外壳体设有储能电池连接端子，所述储能电池连接端子与所述第一直流接触器支路、第二直流接触器支路电连接；所述电网连接端子位于壳体表面。

9.根据权利要求1所述的集装箱载分布式电池储能电源系统，其特征在于，所述电池管理系统包括电池信息采集装置，所述电池信息采集装置包括温度传感器、电流和电压监测器；电池管理系统还包括处理器，所述信息采集装置连接并发送信息至所述处理器；所述处理器与远程监控系统、储能电池通信连接。

10.根据权利要求9所述的集装箱载分布式电池储能电源系统，其特征在于，所述电流和电压监测器包括电压采样电路、电流采样电路、电流电压调节单元，电流采样电路串联在电流电压调节单元与电池阴阳极连接点之间，所述电压采样电路与电池阴阳极连接点一起并联接入电流电压调节单元，电流电压调节单元包括可调电阻；所述电流电压调节单元包括发光器，所述可调电阻为光敏电阻。