CN208738850U - 一种梯次电池加主动均衡协调控制可削峰填谷的储能系统 - Google Patents

Abstract

一种梯次电池加主动均衡协调控制可削峰填谷的储能系统，解决了使电池容量最大化，可以同时充电同时放电的问题，储能系统与低压并网柜连接，低压并网柜包括低压并网线路，储能系统包括蓄电池储能单元、控制蓄电池储能单元并进行交直流转换的变流单元、监控电池并协调变流单元充放电的监控单元；蓄电池储能单元输出端与变流单元直流端连接，变流单元接电端与低压并网线路连接，监控单元接电端与低压并网线路连接，变流单元通信端与监控单元通信端连接。有效延长成组电池的使用寿命，从而有效降低了电池的使用成本，从而降低系统成本，本系统简单易行，为后期用户侧的储能应用起示范推广铺垫作用。

Description

一种梯次电池加主动均衡协调控制可削峰填谷的储能系统

技术领域

本实用新型涉及一种储能系统，尤其涉及一种带有电池匹配主动均衡系统，使组成的电池容量最大化的可削峰填谷的储能系统。

背景技术

储能是智能电网、可再生能源接入、分布式发电、微电网发展中必不可少的支撑技术。目前其应用主要有平滑短时出力波动，跟踪调度计划出力，提高可再生能源发电的确定性、可预测性和经济性;实现削峰填谷、调频调压、热备用、电能质量治理等功能，提高系统自身的调节能力。储能技术目前正朝着转换高效化、能量高密度化和应用低成本化方向发展。目前用户侧应用较多的是削峰填谷，需量调节利用。但在实际应用中，储能系统中电池的成占据整个系统的70%,电池的较高成本导致储能系统在一般区域难以实现商业化，故降低电池成本是储能系统得以商业化的基础。

其中，专利申请号为：CN201520500199.4的专利，提供了一种无需通过控制开关电源系统或开关电源系统控制器升级，就可以实现“削峰填谷”功能的切实可行的控制系统。但当蓄电池出现亏欠现象时无法保证若干蓄电池满电的容量一致性，无法蓄电池间的电量主动协调，无法保证蓄电池的充放电一致。

实用新型内容

本实用新型主要解决现有技术中，为了激发电站的最大效力，使组成的电池容量最大化，并且使同时充电同时放电，提供了一种梯次电池加主动均衡协调控制可削峰填谷的储能系统，储能系统与低压并网柜连接，低压并网柜包括低压并网线路，储能系统包括蓄电池储能单元、控制蓄电池储能单元并进行交直流转换的变流单元、监控电池并协调变流单元充放电的监控单元；蓄电池储能单元输出端与变流单元直流端连接，变流单元接电端与低压并网线路连接，监控单元接电端与低压并网线路连接，变流单元通信端与监控单元通信端连接。使组成的电池容量最大化，同时充满同时放完，有效延长成组电池的使用寿命，从而有效降低了电池的使用成本，从而降低系统成本，本系统简单易行，为后期用户侧的储能应用起示范推广铺垫作用。

作为一种优选方案，所述蓄电池储能单元包括若干个蓄电池组成的蓄电池组和控制蓄电池储能单元进行主动均衡的电池管理系统，蓄电池组总输出端与电池管理系统输入端连接。梯次电池匹配主动均衡管理系统，保障了电池组的充放电一致性，有效延长电池的使用寿命，从而降低电池使用成本，从而降低系统成本。

作为一种优选方案，变流单元包括双向储能变流器，双向储能变流器包括交流端和直流端，所述交流端的端口包括第一输入端IN1和输出端，直流端包括第二输入端IN2和CAN端口，CAN端口与所述的电池管理系统输入端连接，第一输入端IN1与低压并网线路输出端连接，第二输入端IN2与蓄电池组连接。通过互操作获取、电网实时运行监测信息，作为对电力电池运行工况辅助分析的判据，辅助分析线路运行温度及负载运行水平。

作为一种优选方案，所述的监控单元包括对蓄电池组和双向储能变流器监控的能量管理调度系统、计量互感器和并网电能表，计量互感器的输出端与并网电能表连接，计量互感器输出端和并网电能表输出端并联接入能量管理调度模块。谷时蓄电优先满足园区高峰时段用电，特殊时段的备用电源，同时用于园区削峰填谷，实现多能互补。

作为一种优选方案，所述计量互感器（5）设置在低压并网线路线缆上。计量互感器用来实时监测峰谷时的用电量，并上传到能量管理调度系统中。

作为一种优选方案，所述双向储能变流器交流端还设有数据上传装置通讯接口，通讯接口与外部远程设备连接。预留备用接口，增加可拓展性。

作为一种优选方案，所述并网电能表是双向并网电能表。双向电表就可以实现馈入电网的电量，和消耗电网的电量分开计量，相比以前采用两块单向电表的方案，成本更低、施工难度更小、维护更方便、使用也更简单。

作为一种优选方案，所述低压并网柜中市电接入侧设有防逆流装置。系统在低压侧安装放逆流装置，保障电量并网不上网。

作为一种优选方案，低压并网线路输入端与低压母排连接，整套系统的用电接至用户侧，简单易行。

作为一种优选方案，低压并网线路上设有断路器和隔离开关。断路器和隔离开关可用来分配电能，对电源线路等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动或手动切断电路。

本实用新型的优点是使组成的电池容量最大化，同时充满同时放完，有效延长成组电池的使用寿命，从而有效降低了电池的使用成本，从而降低系统成本，本系统简单易行，为后期用户侧的储能应用起示范推广铺垫作用。谷时蓄电优先满足园区高峰时段用电，特殊时段的备用电源，同时用于园区削峰填谷，实现多能互补。

梯次电池匹配主动均衡管理系统，保障了电池组的充放电一致性，有效延长电池的使用寿命，从而降低电池使用成本，从而降低系统成本。

计量互感器用来实时监测峰谷时的用电量，并上传到能量管理调度系统中。通过互操作获取、电网实时运行监测信息，作为对电力电池运行工况辅助分析的判据，辅助分析线路运行温度及负载运行水平。

系统在低压侧安装放逆流装置，保障电量并网不上网。双向电表就可以实现馈入电网的电量，和消耗电网的电量分开计量，相比以前采用两块单向电表的方案，成本更低、施工难度更小、维护更方便、使用也更简单。

断路器和隔离开关可用来分配电能，对电源线路等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动或手动切断电路。

动力电池回收再利用是动力电池产业链形成闭环的关键环节，在环境保护、资源回收和提高动力电池全寿命周期价值等方面都具有重要价值。通常当新能源汽车动力电池剩余容量降低到初始容量的70%-80%时便无法满足车载使用要求。退役动力电池经过测试、筛选、重组等环节，仍然有能力用于低速电动车、备用电源、电力储能等运行工况相对良好、对电池性能要求较低的领域。

附图说明

图1是本实用新型一种梯次电池加主动均衡协调控制可削峰填谷的储能系统的系统结构图；

图2是本实用新型一种梯次电池加主动均衡协调控制可削峰填谷的储能系统的电气一次图；

图3是本实用新型一种梯次电池加主动均衡协调控制可削峰填谷的储能系统中蓄电池储能单元和变流单元的系统连接图；

图4是本实用新型一种梯次电池加主动均衡协调控制可削峰填谷的储能系统中变流单元的管脚示意图。

1. 蓄电池储能单元 2.变流单元 3. 监控单元 4.并网电能表 5.计量互感器 6.蓄电池 7.能量管理调度模块。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的说明。

实施例：一种梯次电池加主动均衡协调控制可削峰填谷的储能系统，如图1所示，储能系统与低压并网柜中的低压并网线路连接，低压并网线路接至用户侧I段0.4kV低压母排，低压并网线路上设有断路器和隔离开关。储能系统包括蓄电池储能单元1、控制蓄电池储能单元1并进行交直流转换的变流单元2、监控电池并协调变流单元2充放电的监控单元3；蓄电池储能单元1输出端与变流单元2直流端连接，变流单元2接电端与低压并网线路的第一输出端连接，监控单元3接电端与低压并网线路的第二输出端连接，变流单元2通信端与监控单元3通信端连接。

蓄电池储能单元1包括若干个蓄电池组成的蓄电池组和控制蓄电池储能单元1进行主动均衡的电池管理系统，蓄电池组总输出端与电池管理系统输入端连接。

变流单元包括变流单元2包括双向储能变流器，双向储能变流器包括交流端和直流端，交流端的端口包括第一输入端IN1和输出端，直流端包括第二输入端IN2和CAN端口，CAN端口与电池管理系统输入端连接，第一输入端IN1与低压并网线路输出端连接，第二输入端IN2与蓄电池组连接。双向储能变流器交流端还设有与远端设备连接的数据上传装置通讯接口。

监控单元包括对蓄电池组和双向储能变流器监控的能量管理调度系统、计量互感器5和并网电能表4，计量互感器5的输出端与并网电能表4连接，计量互感器5输出端和并网电能表4输出端并联接入能量管理调度系统，并网电能表是双向并网电能表，计量互感器5设置在低压并网线路线缆上。

在谷时蓄电池6充电，由电池管理系统加主动均衡，使得蓄电池能够同时充满，双向电能表4和计量互感器5组合检测充放电量，将数据传给能量管理调度系统。

本实用新型中用到的蓄电池可以是电动汽车上退役的动力电池，动力电池回收再利用是动力电池产业链形成闭环的关键环节，在环境保护、资源回收和提高动力电池全寿命周期价值等方面都具有重要价值。通常当新能源汽车动力电池剩余容量降低到初始容量的70%-80%时便无法满足车载使用要求。退役动力电池经过测试、筛选、重组等环节，仍然有能力用于低速电动车、备用电源、电力储能等运行工况相对良好、对电池性能要求较低的领域。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种梯次电池加主动均衡协调控制可削峰填谷的储能系统，储能系统与低压并网柜连接，低压并网柜包括低压并网线路，其特征在于：储能系统包括蓄电池储能单元（1）、控制蓄电池储能单元（1）并进行交直流转换的变流单元（2）、监控电池并协调变流单元（2）充放电的监控单元（3）；蓄电池储能单元（1）输出端与变流单元（2）直流端连接，变流单元（2）接电端与低压并网线路连接，监控单元（3）接电端与低压并网线路连接，变流单元（2）通信端与监控单元（3）通信端连接；所述的监控单元（3）包括对蓄电池组和双向储能变流器监控的能量管理调度模块（7）、计量互感器（5）和并网电能表（4），计量互感器（5）的输出端与并网电能表（4）连接，计量互感器（5）输出端和并网电能表（4）输出端并联接入能量管理调度模块（7）；所述并网电能表（4）是双向并网电能表。

2.根据权利要求1所述的一种梯次电池加主动均衡协调控制可削峰填谷的储能系统，其特征是所述蓄电池储能单元（1）包括若干个蓄电池（6）组成的蓄电池组和控制蓄电池储能单元（1）进行主动均衡的电池管理系统，蓄电池组总输出端与电池管理系统输入端连接。

3.根据权利要求2所述的一种梯次电池加主动均衡协调控制可削峰填谷的储能系统，其特征是所述的变流单元（2）包括双向储能变流器，双向储能变流器包括交流端和直流端，所述交流端的端口包括第一输入端IN1和输出端，直流端包括第二输入端IN2和CAN端口，CAN端口与所述的电池管理系统输入端连接，第一输入端IN1与低压并网线路输出端连接，第二输入端IN2与蓄电池组连接。

4.根据权利要求1所述的一种梯次电池加主动均衡协调控制可削峰填谷的储能系统，其特征是计量互感器（5）设置在低压并网线路线缆上。

5.根据权利要求3所述的一种梯次电池加主动均衡协调控制可削峰填谷的储能系统，其特征是所述双向储能变流器交流端还设有数据上传装置通讯接口，通讯接口与外部远程设备连接。

6.根据权利要求1所述的一种梯次电池加主动均衡协调控制可削峰填谷的储能系统，其特征是所述低压并网线路中市电接入侧设有防逆流装置。

7.根据权利要求1所述的一种梯次电池加主动均衡协调控制可削峰填谷的储能系统，其特征是低压并网线路输入端与低压母排连接。

8.根据权利要求7所述的一种梯次电池加主动均衡协调控制可削峰填谷的储能系统，其特征是低压并网线路上设有断路器和隔离开关。