CN209150734U - 一种多通道集装箱储能系统的架构 - Google Patents

一种多通道集装箱储能系统的架构 Download PDF

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Abstract

本实用新型属于电化学蓄电池储能系统应用技术领域，具体涉及一种多通道集装箱储能系统的架构。采用突破业界习惯的顺着集装箱长度方向布置储能蓄电池安放支架的方式，采用创新的短距离横向布局安装蓄电池组串支架，在极大提高了安装的效率的同时，通过热温差控制模式及冷温差控制模式调控以及节能温度调节控制策略，以及合理设计安装的制冷、加热、排气扇、内循环风扇以及防砂换气窗；采用开启排气扇与防砂换气窗不在一个通道上，使得换气进气穿过电池支架后排出，不仅大大提高温度调节效率，有利于温湿度一致性调控，节省了储能系统运行与维护的能耗；也有效保障了蓄电池的运行环境，有利于提高蓄电池的运行寿命和提高安全性。

Description

一种多通道集装箱储能系统的架构
技术领域
本实用新型属于电化学储能应用技术领域，具体涉及一种多通道集装箱储能系统的架构。
背景技术
大规模储能系统正在广泛应用于调峰调频、削峰填谷、平抑新能源波动、电力应急、电网稳定调控等商业化场景，大规模的电化学储能应用的技术挑战也是明显的；特别是电池的安全性面临较大压力，大数量的蓄电池单体连接运行，特别是锂电池的特性证明其温湿度控制是影响蓄电池一致性和寿命的重要因素之一。
大规模储能系统为了安装方便、有效实现温湿度控制、以及有效防止温度不一致造成电池一致性变差的风险及提供更好的安全性，通常采用集装箱仓室进行系统集成。众所周知，储能常用的集装箱长度达12米是宽度的5倍多，长度的两边是对开的双门，蓄电池支架顺长度方向两边摆放，通过12米的单一通道进行蓄电池安装操作，不仅搬运安装十分不便，影响安装效率及增加劳动强度；而且，为了不影响电池的摆放，12米单一长度的通道通常是将温控设备放置在两侧，通过增加风道改善温控效果，不仅增加了一致性调控设计和运行管控的困难，还增加了投资和运行的能耗。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型提出了一种多通道集装箱储能系统的架构，包括：专用储能集装箱、第1通道、第2通道、…第N通道、第1通道左门、第1通道右门、第2通道左门、第2通道右门、…第N通道左门、第N 通道右门、第1侧门、第2侧门、第1电池支架、第2电池支架、…第N电池支架、设备间隔断、储能直流汇流控制柜、消防系统、集装箱综合控制箱；其中：
储能电池在专用储能集装箱箱体内横向布局安装第1电池支架、第2电池支架、…第N电池支架，并且两个电池支架之间设置便于人工操作的通道第1 通道、第2通道、…第N通道，在通道两端设置独立开启的多功能门第1通道左门、第1通道右门、第2通道左门、第2通道右门、…第N通道左门、第N 通道右门以及集装箱两侧的第1侧门、第2侧门，形成了安装和运维的操作空间；
储能电池在专用储能集装箱中各通道相应的第1通道左门、第2通道左门、…第N通道左门的上方安装具有制冷功能的空调机而其下方设置防砂换气窗，在对面的各通道相应的第1通道右门、第2通道右门、…第N通道右门下方安装具有电加热功能的电热供暖板以及上方设置具有排气扇的排气窗；
储能电池在专用储能集装箱箱体内通过设备间隔断分隔出的设备间并在此安装储能直流汇流控制柜、消防系统、集装箱综合控制箱；
由集装箱综合控制箱连接和控制集装箱中的具有制冷功能的空调机和具有电加热功能的电热供暖板及排气扇、内循环风扇并与消防系统联动。
所述集装箱综合控制箱的特征是，主要包括：嵌入式控制器、预置的控制模块、数据存储器、时钟电路、电源电路、控制装置总线、负荷设备控制及驱动电路、环境温湿度采样电路、通信管理电路、操控界面；其中：嵌入式控制器通过控制装置总线分别连接预置的控制模块、数据存储器、时钟电路、电源电路、负荷设备控制及驱动电路、环境温湿度采样电路、通信管理电路、操控界面，构成储能电池在专用储能集装箱温湿度检测和调控以及与消防系统联动并且实时通过通信管理电路与上位机进行信息交互及受控进行调节管理。
本实用新型一种多通道集装箱储能系统的架构，采用突破业界习惯的顺着集装箱长度方向布置储能蓄电池安放支架的方式，采用创新的短距离横向布局安装蓄电池组串支架，在极大提高了安装的效率的同时，通过热温差控制模式及冷温差控制模式调控以及节能温度调节控制策略，以及合理设计安装的制冷、加热、排气扇、内循环风扇以及防砂换气窗；采用开启排气扇与防砂换气窗不在一个通道上，使得换气进气穿过电池支架后排出，不仅大大提高温度调节效率，有利于温湿度一致性调控，节省了储能系统运行与维护的能耗；也有效保障了蓄电池的运行环境，有利于提高蓄电池的运行寿命和提高安全性。
附图说明
图1为一种多通道集装箱储能系统的架构示意框图。
图2为集装箱综合控制箱功能原理示意图。
具体实施方式
作为实施例子，结合附图对一种多通道集装箱储能系统的架构给予说明，但是，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。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，一种多通道集装箱储能系统的架构，包括：专用储能集装箱(10)、第1通道(11)、第2通道(12)、…第N通道(1N)、第1通道左门 (111)、第1通道右门(112)、第2通道左门(121)、第2通道右门(122)、…第N通道左门(1N1)、第N通道右门(1N2)、第1侧门(21)、第2侧门(22)、第1电池支架(31)、第2电池支架(32)、…第N电池支架(3N)、设备间隔断(40)、储能直流汇流控制柜(50)、消防系统(60)、集装箱综合控制箱(70)；其中：
储能电池在专用储能集装箱(10)箱体内横向布局安装第1电池支架(31)、第2电池支架(32)、…第N电池支架(3N)，并且两个电池支架之间设置便于人工操作的通道第1通道(11)、第2通道(12)、…第N通道(1N)，在通道两端设置独立开启的多功能门第1通道左门(111)、第1通道右门(112)、第2通道左门(121)、第2通道右门(122)、…第N通道左门(1N1)、第N通道右门(1N2)以及集装箱两侧的第1侧门(21)、第2侧门(22)，形成了安装和运维的操作空间；
储能电池在专用储能集装箱(10)中各通道相应的第1通道左门(111)、第2通道左门(121)、…第N通道左门(1N1)的上方安装具有制冷功能的空调机而其下方设置防砂换气窗，在对面的各通道相应的第1通道右门(112)、第2 通道右门(122)、…第N通道右门(1N2)下方安装具有电加热功能的电热供暖板以及上方设置具有排气扇的排气窗；
储能电池在专用储能集装箱(10)箱体内通过设备间隔断(40)分隔出的设备间并在此安装储能直流汇流控制柜(50)、消防系统(60)、集装箱综合控制箱(70)；
由集装箱综合控制箱(70)连接和控制集装箱中的具有制冷功能的空调机和具有电加热功能的电热供暖板及排气扇、内循环风扇并与消防系统(60) 联动。
一种多通道集装箱储能系统的架构其运行控制方法为：
集装箱综合控制箱(70)根据环境温湿度采样电路(7028)监测的集装箱内温湿度参数及预置的控制模块(7022)和来自操控界面(7030)及上位机调控指令，以两种控制模式控制集装箱中的具有制冷功能的空调机和具有电加热功能的电热供暖板及排气扇、内循环风扇，其控制模式为：
热温差控制模式，在集装箱外部温度高于集装箱内部温度且高于运行设置的温度上限时，只开启制冷空调设备和内循环风扇，并且根据温差调节设备功率，温差越大控制开启的制冷设备功率越大；在集装箱外部温度高于集装箱内部温度但低于运行设置的温度平均值并需要进行温度调节时，采取节能调控策略，即只开启排气扇和内循环风扇；并且开启排气扇与防砂换气窗不在一个通道上，使得换气进气穿过电池支架后排出，大大提高温度调节效果和效率；
冷温差控制模式，在集装箱外部温度低于集装箱内部温度且低于运行设置的温度下限时，只开启具有电加热功能的电热供暖板和内循环风扇，并且根据温差调节设备功率，温差越大控制开启的电热供暖板功率越大；在集装箱外部温度低于集装箱内部温度但集装箱内部温度高于运行设置的温度平均值并需要进行温度调节时，采取节能调控策略，即只开启排气扇和内循环风扇；并且开启排气扇与防砂换气窗不在一个通道上，使得换气进气穿过电池支架后排出，大大提高温度调节效率。
如图2所示，集装箱综合控制箱(70)的特征是，主要包括：嵌入式控制器(7021)、预置的控制模块(7022)、数据存储器(7023)、时钟电路(7024)、电源电路(7025)、控制装置总线(7026)、负荷设备控制及驱动电路(7027)、环境温湿度采样电路(7028)、通信管理电路(7029)、操控界面(7030)；其中：嵌入式控制器(7021)通过控制装置总线(7026)分别连接预置的控制模块 (7022)、数据存储器(7023)、时钟电路(7024)、电源电路(7025)、负荷设备控制及驱动电路(7027)、环境温湿度采样电路(7028)、通信管理电路(7029)、操控界面(7030)，构成储能电池在专用储能集装箱(10)温湿度检测和调控以及与消防系统联动并且实时通过通信管理电路(7029)与上位机进行信息交互及受控进行调节管理。
本实用新型一种多通道集装箱储能系统的架构，采用突破业界习惯的顺着集装箱长度方向布置储能蓄电池安放支架的方式，采用创新的短距离横向布局安装蓄电池组串支架，在极大提高了安装的效率的同时，通过热温差控制模式及冷温差控制模式调控以及节能温度调节控制策略，以及合理设计安装的制冷、加热、排气扇、内循环风扇以及防砂换气窗；采用开启排气扇与防砂换气窗不在一个通道上，使得换气进气穿过电池支架后排出，不仅大大提高温度调节效率，有利于温湿度一致性调控，节省了储能系统运行与维护的能耗；也有效保障了蓄电池的运行环境，有利于提高蓄电池的运行寿命和提高安全性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (2)

1.一种多通道集装箱储能系统的架构，包括：专用储能集装箱(10)、第1通道(11)、第2通道(12)、…第N通道(1N)、第1通道左门(111)、第1通道右门(112)、第2通道左门(121)、第2通道右门(122)、…第N通道左门(1N1)、第N通道右门(1N2)、第1侧门(21)、第2侧门(22)、第1电池支架(31)、第2电池支架(32)、…第N电池支架(3N)、设备间隔断(40)、储能直流汇流控制柜(50)、消防系统(60)、集装箱综合控制箱(70)；其中：
储能电池在专用储能集装箱(10)箱体内横向布局安装第1电池支架(31)、第2电池支架(32)、…第N电池支架(3N)，并且两个电池支架之间设置便于人工操作的通道第1通道(11)、第2通道(12)、…第N通道(1N)，在通道两端设置独立开启的多功能门第1通道左门(111)、第1通道右门(112)、第2通道左门(121)、第2通道右门(122)、…第N通道左门(1N1)、第N通道右门(1N2)以及集装箱两侧的第1侧门(21)、第2侧门(22)，形成了安装和运维的操作空间；
储能电池在专用储能集装箱(10)中各通道相应的第1通道左门(111)、第2通道左门(121)、…第N通道左门(1N1)的上方安装具有制冷功能的空调机而其下方设置防砂换气窗，在对面的各通道相应的第1通道右门(112)、第2通道右门(122)、…第N通道右门(1N2)下方安装具有电加热功能的电热供暖板以及上方设置具有排气扇的排气窗；
储能电池在专用储能集装箱(10)箱体内通过设备间隔断(40)分隔出的设备间并在此安装储能直流汇流控制柜(50)、消防系统(60)、集装箱综合控制箱(70)；
由集装箱综合控制箱(70)连接和控制集装箱中的具有制冷功能的空调机和具有电加热功能的电热供暖板及排气扇、内循环风扇并与消防系统(60)联动。
2.根据权利要求1所述一种多通道集装箱储能系统的架构，其集装箱综合控制箱(70)的特征是，主要包括：嵌入式控制器(7021)、预置的控制模块(7022)、数据存储器(7023)、时钟电路(7024)、电源电路(7025)、控制装置总线(7026)、负荷设备控制及驱动电路(7027)、环境温湿度采样电路(7028)、通信管理电路(7029)、操控界面(7030)；其中：嵌入式控制器(7021)通过控制装置总线(7026)分别连接预置的控制模块(7022)、数据存储器(7023)、时钟电路(7024)、电源电路(7025)、负荷设备控制及驱动电路(7027)、环境温湿度采样电路(7028)、通信管理电路(7029)、操控界面(7030)，构成储能电池在专用储能集装箱(10)温湿度检测和调控以及与消防系统联动并且实时通过通信管理电路(7029)与上位机进行信息交互及受控进行调节管理。
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