CN208596969U - 一种基于光储互补自供电的仓式储能系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于电化学储能应用技术领域，具体涉及一种基于光储互补自供电的仓式储能系统。采用光储互补发电供电系统为储能系统提供自用电，减少用电成本，同时光伏板阵列安放在储能集装箱顶部，能够起到防晒遮阴的作用，实现了仓式储能系统自用电的新能源供电和储能备用供电以及光伏发电就地消纳、余电上网。克服了由于仓式储能系统通常放置在露天，集装箱内温度上升，增加温控系统规模和耗电，加大蓄电池安全运行隐患的缺陷。利用光储互补发电供电增加了新能源的利用，防止和减少阳光直晒使得集装箱内温度上升弊端，实现减少投资和耗电，提高效率和商业收益；另外在以微电网离网模式启动时提供备用电源，不仅节省了UPS投资，还有利于黑启动的实现。

Description

一种基于光储互补自供电的仓式储能系统
技术领域
本实用新型属于电化学储能应用技术领域，具体涉及一种基于光储互补自供电的仓式储能系统。
背景技术
储能系统以减少弃风弃光提高新能源利用率抓手，以调峰调频提高电网运行经济性、安全性为依托，以储能与新能源互补、储能与电网调峰调频紧密互动，电能互联互通为目标的储能系统商业化应用，得到政府和业界的青睐和支持，储能系统广泛应用在调峰调频、削峰填谷、平抑新能源波动、电力应急、电网稳定调控等，然而储能系统的广泛应用也面临着诸多的技术问题和应用挑战，特别是要解决安全运行、高效运行的技术。
为了使储能系统安全运行，储能系统安装在专门的储能箱室即常见的保温专用集装箱中，也称为仓式储能系统，并配置了电池管理系统BMS、储能箱室温控系统(201)、储能箱室消防系统(202)、储能箱室照明系统(203)、储能箱室远程监控系统(204)，大大提高了储能系统运行的安全性。同时也产生了不少问题，如：自耗电较大，一般大于储能系统供电能力的百分之十以上，而且自用电通常取自电网电力并且一般都没有电价优惠；由于仓式储能系统通常放置在露天，晴天太阳的暴晒使得安装蓄电池的集装箱顶部保温层被晒透，集装箱内温度上升，对此需要更大规模的温控系统和更多的耗电，也给蓄电池安全运行增加了隐患；在微电网离网状态启动需要外接电力，通常配置UPS系统提供仓式储能系统的自用电电力。
发明内容
为了防止阳光直晒使得集装箱内温度上升，减少投资和耗电，提高效率和商业收益，提供自用电的新能源供电和备用供电；本实用新型提出一种基于光储互补自供电的仓式储能系统，主要包括：光储互补供电控制模块、光储供电光伏逆变器、光储供电光伏发电阵列、光储供电储能逆变器、光储供电蓄电池组串、光储供电BMS、光储供电BMS线束、光储供电系统总线、仓式储能系统自用电配电箱、光储发电电力线、光储供电线路电控通断开关、电网电力线、电网、仓式储能系统PCS、仓式储能系统直流控制柜、仓式储能系统蓄电池组串、仓式储能系统BMS、仓式储能系统BMS线束、仓式储能系统输出电力线电控通断开关、仓式储能系统自用电电力线、储能箱室温控系统、储能箱室消防系统、储能箱室照明系统、储能箱室远程监控系统、嵌入式控制器、数据存储电路、时钟电路、电源电路、通信管理电路、I/O管理电路、控制模块总线，其中：
光储供电光伏发电阵列连接光储供电光伏逆变器并由光储供电光伏逆变器通过光储发电电力线连接仓式储能系统自用电配电箱，再由仓式储能系统自用电配电箱顺次通过仓式储能系统自用电电力线、光储供电线路电控通断开关分别连接光储互补供电控制模块、光储供电BMS仓式储能系统PCS、仓式储能系统直流控制柜、仓式储能系统BMS、储能箱室温控系统、储能箱室消防系统、储能箱室照明系统、储能箱室远程监控系统，构成光储发电供电系统为仓式储能系统的自用电设备提供光伏电力的电力路径；
经光储供电BMS线束连接光储供电BMS的光储供电蓄电池组串接入光储供电储能逆变器并由光储供电储能逆变器顺次连接光储发电电力线、仓式储能系统自用电配电箱、仓式储能系统自用电电力线、光储供电线路电控通断开关、仓式储能系统输出电力线电控通断开关、电网电力线及电网，形成光储发电供电系统与电网进行充放电的电力路径，构成光储发电供电系统的蓄电供电系统通过电网补电并成为电网的应急后备电源；
经光储供电BMS线束连接光储供电BMS的光储供电蓄电池组串接入光储供电储能逆变器，由光储供电储能逆变器顺次连接光储发电电力线、仓式储能系统自用电配电箱、仓式储能系统自用电电力线、光储供电线路电控通断开关，再由光储供电线路电控通断开关分别连接光储互补供电控制模块、光储供电BMS、仓式储能系统PCS、仓式储能系统直流控制柜、仓式储能系统BMS、储能箱室温控系统、储能箱室消防系统、储能箱室照明系统、储能箱室远程监控系统，构成光储发电供电系统的蓄电供电系统为仓式储能系统的自用电设备提供蓄电电力的电力路径；
电网顺次通过电网电力线、仓式储能系统输出电力线电控通断开关、仓式储能系统自用电电力线、光储供电线路电控通断开关连接仓式储能系统自用电配电箱，再由仓式储能系统自用电配电箱通过光储发电电力线分别连接光储互补供电控制模块、光储供电储能逆变器、仓式储能系统自用电配电箱、光储供电BMS、储能箱室温控系统、储能箱室消防系统、储能箱室照明系统、储能箱室远程监控系统，构成电网形成的厂用电供电线路为仓式储能系统的自用电设备提供电力的电力路径；
光储供电光伏发电阵列连接光储供电光伏逆变器并由光储供电光伏逆变器通过光储发电电力线接入光储供电储能逆变器、光储供电蓄电池组串，构成光伏发电供电系统为自用电蓄电供电系统提供光伏电力充电的电力路径；
光储供电光伏发电阵列连接光储供电光伏逆变器并由光储供电光伏逆变器顺次通过光储发电电力线接入仓式储能系统自用电配电箱，再由连接仓式储能系统自用电配电箱顺次连接仓式储能系统自用电电力线、光储供电线路电控通断开关、仓式储能系统输出电力线电控通断开关、电网电力线及电网，构成光伏发电自用后余电上网的电力路径；
光储互补供电控制模块通过光储供电系统总线分别连接光储供电光伏逆变器、仓式储能系统自用电配电箱、光储供电储能逆变器、光储供电BMS、光储供电线路电控通断开关、仓式储能系统输出电力线电控通断开关、储能箱室温控系统、储能箱室消防系统、储能箱室照明系统、储能箱室远程监控系统，构成光储互补供电控制模块对发电、蓄电、供电和用电设备进行能量管控的信息链路。
一种基于光储互补自供电的仓式储能系统，所述光储互补供电控制模块(1)主要包括：嵌入式控制器、数据存储电路、时钟电路、电源电路、通信管理电路、I/O管理电路、控制模块总线，其中：
嵌入式控制器通过控制模块总线分别连接数据存储电路、时钟电路、电源电路、通信管理电路、I/O管理电路，构成光储互补供电控制模块的监控信息链路及系统以及通过通信管理电路连接光储供电系统总线，构成光储互补供电控制模块监控仓式储能系统光储发电供电系统的管控信息链路。
一种基于光储互补自供电的仓式储能系统，所述光储供电光伏发电阵列(3)安装在仓式储能系统集装箱的顶部，具有发电和防晒双重功能。
本实用新型一种基于光储互补自供电的仓式储能系统，通过在仓式储能系统的集装箱上安装光伏板阵列，为储能集装箱遮阴同时发电并与储能互补为仓式储能系统自用电供电，即光伏发电系统在光照时段发电并通过光伏逆变器供电电力线、仓式储能系统自用电电力线为仓式储能系统自用电设备和自用电蓄电供电系统提供光伏电力；并且余电通过光伏自供电控制装置控制调节在仓式储能系统充电蓄电时段供给仓式储能系统；在仓式储能系统非充电时段通过仓式储能系统自用电配电箱、厂用电供电系统电力线通断电控开关、电网的电力线构成光伏发电自用后余电上网，实现了仓式储能系统自用电的新能源供电和储能备用供电以及光伏发电就地消纳、余电上网。
本实用新型一种基于光储互补自供电的仓式储能系统，采用光储互补发电供电系统为储能系统提供自用电，减少用电成本，同时光伏板阵列安放在储能集装箱顶部，能够起到防晒遮阴的作用，克服了由于仓式储能系统通常放置在露天，晴天太阳的暴晒使得安装蓄电池的集装箱顶部保温层被晒透，集装箱内温度上升，由此需要更大规模的温控系统和更多的耗电，也给蓄电池安全运行增加了隐患的缺陷。利用光储互补发电供电不仅增加了新能源的利用，同时还防止和减少阳光直晒使得集装箱内温度上升弊端，实现减少投资和耗电，提高效率和商业收益；另外在以微电网离网模式启动时提供备用电源，不仅节省了UPS投资，还有利于黑启动的实现。
附图说明
图1为一种基于光储互补自供电的仓式储能系统的原理示意框图。
图2为光储互补供电控制模块的构成原理示意图。
具体实施方式
作为实施例子，结合附图对一种基于光伏发电自供电仓式储能系统给予说明，但是，本实用新型的技术与方案不限于本实施例子给出的内容。
如图1所示，一种基于光储互补自供电的仓式储能系统，主要包括：光储互补供电控制模块(1)、光储供电光伏逆变器(2)、光储供电光伏发电阵列(3)、光储供电储能逆变器(4)、光储供电蓄电池组串(5)、光储供电BMS(6)、光储供电BMS线束(7)、光储供电系统总线(8)、仓式储能系统自用电配电箱(9)、光储发电电力线(10)、光储供电线路电控通断开关(11)、电网电力线(107)、电网(108)、仓式储能系统PCS(101)、仓式储能系统直流控制柜(102)、仓式储能系统蓄电池组串(103)、仓式储能系统BMS(104)、仓式储能系统BMS线束(105)、仓式储能系统输出电力线电控通断开关(106)、仓式储能系统自用电电力线(200)、储能箱室温控系统(201)、储能箱室消防系统(202)、储能箱室照明系统(203)、储能箱室远程监控系统(204)、嵌入式控制器(301)、数据存储电路(302)、时钟电路(303)、电源电路(304)、通信管理电路(305)、I/O管理电路(306)、控制模块总线(307)，其中：
光储供电光伏发电阵列(3)连接光储供电光伏逆变器(2)并由光储供电光伏逆变器(2)通过光储发电电力线(10)连接仓式储能系统自用电配电箱(9)，再由仓式储能系统自用电配电箱(9)顺次通过仓式储能系统自用电电力线(200)、光储供电线路电控通断开关(11)分别连接光储互补供电控制模块(1)、光储供电BMS(6)、仓式储能系统PCS(101)、仓式储能系统直流控制柜(102)、仓式储能系统BMS(104)、储能箱室温控系统(201)、储能箱室消防系统(202)、储能箱室照明系统(203)、储能箱室远程监控系统(204)，构成光储发电供电系统为仓式储能系统的自用电设备提供光伏电力的电力路径；
经光储供电BMS线束(7)连接光储供电BMS(6)的光储供电蓄电池组串(5)接入光储供电储能逆变器(4)并由光储供电储能逆变器(4)顺次连接光储发电电力线(10)、仓式储能系统自用电配电箱(9)、仓式储能系统自用电电力线(200)、光储供电线路电控通断开关(11)、仓式储能系统输出电力线电控通断开关(106)、电网电力线(107)及电网(108)，形成光储发电供电系统与电网进行充放电的电力路径，构成光储发电供电系统的蓄电供电系统通过电网补电并成为电网(108)的应急后备电源；
经光储供电BMS线束(7)连接光储供电BMS(6)的光储供电蓄电池组串(5)接入光储供电储能逆变器(4)，由光储供电储能逆变器(4)顺次连接光储发电电力线(10)、仓式储能系统自用电配电箱(9)、仓式储能系统自用电电力线(200)、光储供电线路电控通断开关(11)，再由光储供电线路电控通断开关(11)分别连接光储互补供电控制模块(1)、光储供电BMS(6)、仓式储能系统PCS(101)、仓式储能系统直流控制柜(102)、仓式储能系统BMS(104)、储能箱室温控系统(201)、储能箱室消防系统(202)、储能箱室照明系统(203)、储能箱室远程监控系统(204)，构成光储发电供电系统的蓄电供电系统为仓式储能系统的自用电设备提供蓄电电力的电力路径；
电网(108)顺次通过电网电力线(107)、仓式储能系统输出电力线电控通断开关(106)、仓式储能系统自用电电力线(200)、光储供电线路电控通断开关(11)连接仓式储能系统自用电配电箱(9)，再由仓式储能系统自用电配电箱(9)通过光储发电电力线(10)分别连接光储互补供电控制模块(1)、光储供电储能逆变器(4)、仓式储能系统自用电配电箱(9)、光储供电BMS(6)、储能箱室温控系统(201)、储能箱室消防系统(202)、储能箱室照明系统(203)、储能箱室远程监控系统(204)，构成电网(108)形成的厂用电供电线路为仓式储能系统的自用电设备提供电力的电力路径；
光储供电光伏发电阵列(3)连接光储供电光伏逆变器(2)并由光储供电光伏逆变器(2)通过光储发电电力线(10)接入光储供电储能逆变器(4)、光储供电蓄电池组串(5)，构成光伏发电供电系统为自用电蓄电供电系统提供光伏电力充电的电力路径；
光储供电光伏发电阵列(3)连接光储供电光伏逆变器(2)并由光储供电光伏逆变器(2)顺次通过光储发电电力线(10)接入仓式储能系统自用电配电箱(9)，再由连接仓式储能系统自用电配电箱(9)顺次连接仓式储能系统自用电电力线(200)、光储供电线路电控通断开关(11)、仓式储能系统输出电力线电控通断开关(106)、电网电力线(107)及电网(108)，构成光伏发电自用后余电上网的电力路径；
光储互补供电控制模块(1)通过光储供电系统总线(8)分别连接光储供电光伏逆变器(2)、仓式储能系统自用电配电箱(9)、光储供电储能逆变器(4)、光储供电BMS(6)、光储供电线路电控通断开关(11)、仓式储能系统输出电力线电控通断开关(106)、储能箱室温控系统(201)、储能箱室消防系统(202)、储能箱室照明系统(203)、储能箱室远程监控系统(204)，构成光储互补供电控制模块(1)对发电、蓄电、供电和用电设备进行能量管控的信息链路。
如图2所示，一种基于光储互补自供电的仓式储能系统，所述光储互补供电控制模块(1)主要包括：嵌入式控制器(301)、数据存储电路(302)、时钟电路(303)、电源电路(304)、通信管理电路(305)、I/O管理电路(306)、控制模块总线(307)，其中：
嵌入式控制器(301)通过控制模块总线(307)分别连接数据存储电路(302)、时钟电路(303)、电源电路(304)、通信管理电路(305)、I/O管理电路(306)，构成光储互补供电控制模块(1)的监控信息链路及系统以及通过通信管理电路(305)连接光储供电系统总线(8)，构成光储互补供电控制模块(1)监控仓式储能系统光储发电供电系统的管控信息链路。
一种基于光储互补自供电的仓式储能系统，所述光储供电光伏发电阵列(3)安装在仓式储能系统集装箱的顶部，具有发电和防晒双重功能。
本实用新型一种基于光储互补自供电的仓式储能系统，通过在仓式储能系统的集装箱上安装光伏板阵列，为储能集装箱遮阴同时发电并与储能互补为仓式储能系统自用电供电，即光伏发电系统在光照时段发电并通过光伏逆变器供电电力线(5)、仓式储能系统自用电电力线(6)为仓式储能系统自用电设备和自用电蓄电供电系统提供光伏电力；并且余电通过光伏自供电控制装置(1)控制调节在仓式储能系统充电蓄电时段供给仓式储能系统；在仓式储能系统非充电时段通过仓式储能系统自用电配电箱(4)、厂用电供电系统电力线通断电控开关(109)、电网的电力线(107)构成光伏发电自用后余电上网，实现了仓式储能系统自用电的新能源供电和储能备用供电以及光伏发电就地消纳、余电上网。
本实用新型一种基于光储互补自供电的仓式储能系统，采用光储互补发电供电系统为储能系统提供自用电，减少用电成本，同时光伏板阵列安放在储能集装箱顶部，能够起到防晒遮阴的作用，克服了由于仓式储能系统通常放置在露天，晴天太阳的暴晒使得安装蓄电池的集装箱顶部保温层被晒透，集装箱内温度上升，由此需要更大规模的温控系统和更多的耗电，也给蓄电池安全运行增加了隐患的缺陷。利用光储互补发电供电不仅增加了新能源的利用，同时还防止和减少阳光直晒使得集装箱内温度上升弊端，实现减少投资和耗电，提高效率和商业收益；另外在以微电网离网模式启动时提供备用电源，不仅节省了UPS投资，还有利于黑启动的实现。

Claims (3)

1.一种基于光储互补自供电的仓式储能系统，主要包括：光储互补供电控制模块(1)、光储供电光伏逆变器(2)、光储供电光伏发电阵列(3)、光储供电储能逆变器(4)、光储供电蓄电池组串(5)、光储供电BMS(6)、光储供电BMS线束(7)、光储供电系统总线(8)、仓式储能系统自用电配电箱(9)、光储发电电力线(10)、光储供电线路电控通断开关(11)、电网电力线(107)、电网(108)、仓式储能系统PCS(101)、仓式储能系统直流控制柜(102)、仓式储能系统蓄电池组串(103)、仓式储能系统BMS(104)、仓式储能系统BMS线束(105)、仓式储能系统输出电力线电控通断开关(106)、仓式储能系统自用电电力线(200)、储能箱室温控系统(201)、储能箱室消防系统(202)、储能箱室照明系统(203)、储能箱室远程监控系统(204)、嵌入式控制器(301)、数据存储电路(302)、时钟电路(303)、电源电路(304)、通信管理电路(305)、I/O管理电路(306)、控制模块总线(307)，其特征是：
光储供电光伏发电阵列(3)连接光储供电光伏逆变器(2)并由光储供电光伏逆变器(2)通过光储发电电力线(10)连接仓式储能系统自用电配电箱(9)，再由仓式储能系统自用电配电箱(9)顺次通过仓式储能系统自用电电力线(200)、光储供电线路电控通断开关(11)分别连接光储互补供电控制模块(1)、光储供电BMS(6)、仓式储能系统PCS(101)、仓式储能系统直流控制柜(102)、仓式储能系统BMS(104)、储能箱室温控系统(201)、储能箱室消防系统(202)、储能箱室照明系统(203)、储能箱室远程监控系统(204)，构成光储发电供电系统为仓式储能系统的自用电设备提供光伏电力的电力路径；
经光储供电BMS线束(7)连接光储供电BMS(6)的光储供电蓄电池组串(5)接入光储供电储能逆变器(4)并由光储供电储能逆变器(4)顺次连接光储发电电力线(10)、仓式储能系统自用电配电箱(9)、仓式储能系统自用电电力线(200)、光储供电线路电控通断开关(11)、仓式储能系统输出电力线电控通断开关(106)、电网电力线(107)及电网(108)，形成光储发电供电系统与电网进行充放电的电力路径，构成光储发电供电系统的蓄电供电系统通过电网补电并成为电网(108)的应急后备电源；
经光储供电BMS线束(7)连接光储供电BMS(6)的光储供电蓄电池组串(5)接入光储供电储能逆变器(4)，由光储供电储能逆变器(4)顺次连接光储发电电力线(10)、仓式储能系统自用电配电箱(9)、仓式储能系统自用电电力线(200)、光储供电线路电控通断开关(11)，再由光储供电线路电控通断开关(11)分别连接光储互补供电控制模块(1)、光储供电BMS(6)、仓式储能系统PCS(101)、仓式储能系统直流控制柜(102)、仓式储能系统BMS(104)、储能箱室温控系统(201)、储能箱室消防系统(202)、储能箱室照明系统(203)、储能箱室远程监控系统(204)，构成光储发电供电系统的蓄电供电系统为仓式储能系统的自用电设备提供蓄电电力的电力路径；
电网(108)顺次通过电网电力线(107)、仓式储能系统输出电力线电控通断开关(106)、仓式储能系统自用电电力线(200)、光储供电线路电控通断开关(11)连接仓式储能系统自用电配电箱(9)，再由仓式储能系统自用电配电箱(9)通过光储发电电力线(10)分别连接光储互补供电控制模块(1)、光储供电储能逆变器(4)、仓式储能系统自用电配电箱(9)、光储供电BMS(6)、储能箱室温控系统(201)、储能箱室消防系统(202)、储能箱室照明系统(203)、储能箱室远程监控系统(204)，构成电网(108)形成的厂用电供电线路为仓式储能系统的自用电设备提供电力的电力路径；
光储供电光伏发电阵列(3)连接光储供电光伏逆变器(2)并由光储供电光伏逆变器(2)通过光储发电电力线(10)接入光储供电储能逆变器(4)、光储供电蓄电池组串(5)，构成光伏发电供电系统为自用电蓄电供电系统提供光伏电力充电的电力路径；
光储供电光伏发电阵列(3)连接光储供电光伏逆变器(2)并由光储供电光伏逆变器(2)顺次通过光储发电电力线(10)接入仓式储能系统自用电配电箱(9)，再由连接仓式储能系统自用电配电箱(9)顺次连接仓式储能系统自用电电力线(200)、光储供电线路电控通断开关(11)、仓式储能系统输出电力线电控通断开关(106)、电网电力线(107)及电网(108)，构成光伏发电自用后余电上网的电力路径；
光储互补供电控制模块(1)通过光储供电系统总线(8)分别连接光储供电光伏逆变器(2)、仓式储能系统自用电配电箱(9)、光储供电储能逆变器(4)、光储供电BMS(6)、光储供电线路电控通断开关(11)、仓式储能系统输出电力线电控通断开关(106)、储能箱室温控系统(201)、储能箱室消防系统(202)、储能箱室照明系统(203)、储能箱室远程监控系统(204)，构成光储互补供电控制模块(1)对发电、蓄电、供电和用电设备进行能量管控的信息链路。
2.一种基于光储互补自供电的仓式储能系统，其特征是光储互补供电控制模块(1)主要包括：嵌入式控制器(301)、数据存储电路(302)、时钟电路(303)、电源电路(304)、通信管理电路(305)、I/O管理电路(306)、控制模块总线(307)，其中：
嵌入式控制器(301)通过控制模块总线(307)分别连接数据存储电路(302)、时钟电路(303)、电源电路(304)、通信管理电路(305)、I/O管理电路(306)，构成光储互补供电控制模块(1)的监控信息链路及系统以及通过通信管理电路(305)连接光储供电系统总线(8)，构成光储互补供电控制模块(1)监控仓式储能系统光储发电供电系统的管控信息链路。
3.一种基于光储互补自供电的仓式储能系统，其特征是光储供电光伏发电阵列(3)安装在仓式储能系统集装箱的顶部，具有发电和防晒双重功能。
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