CN209419320U - 利用储能设备的储能站站用电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电化学储能电站用电源系统，特别是一种利用储能设备的储能站站用电系统，其要点在于：还包括有储能蓄电池系统、隔离变压器和整流器，隔离变压器输入端与储能蓄电池系统的输出端连接，隔离变压器的输出端经由交流ATS与交流进线屏的母线连接，交流进线屏的多个输出端经过整流器与直流馈线屏的母线连接。本实用新型的优点在于：有效降低设备成本和占地面积，优化了储能站的用地指标；简化用电架构，降低运维成本；提高了供电系统的可靠性；使得储能蓄电池系统得到充分利用。

Description

利用储能设备的储能站站用电系统

技术领域

本实用新型涉及一种电化学储能电站用电源系统，特别是一种利用储能设备的储能站站用电系统，具体为一种基于交直流双输出功率变换器的大规模储能站站用电源系统。

背景技术

大规模储能电站可以在发电侧、电网侧以及用户侧装设，具有安装灵活，建设周期短等特点。现有技术中，储能电站的用电系统包括有两套站用变压器，自电网供电母线上取电，参照附图1，即从（10kV/35kV）母线上引两路，分别经由站用变压器#1、#2降压为380V后，接入交流ATS（自动转换开关电器），最后接入电站的交流进线屏对战内设备进行供电；除此之外，还需要提供一套直流蓄电池组，用于直流设备以及通信设备的供电。

上述储能电站现有的电源系统存在如下不足之处：

1、站用变压器的设置需要配备隔离开关、断路器、电压互感器、电流互感器以及开关等设备，因此整体配置的占地面积大，且无法压缩，此问题在人居城市应用时尤为突出。

2、站用变压器的整体价格高，导致储能电站的建设成本也高。

3、由于储能电站的供电源于电网母线，一旦母线受其他因素影响而故障，则全站交流失电，因此供电可靠性不足。另外所配置的蓄电池组在进行检修和更换时，需要整组停运，不仅增加了运维的复杂度，也影响二次系统的可靠性。

发明内容

本实用新型的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种有效减小占地面积、降低建设成本、提高运行可靠性的利用储能设备的储能站站用电系统。

本实用新型的目的是通过以下途径来实现的：

利用储能设备的储能站站用电系统，包括交流ATS、交流进线屏以及直流馈线屏，其结构要点在于，还包括有储能蓄电池系统、隔离变压器和整流器，隔离变压器输入端与储能蓄电池系统的输出端连接，隔离变压器的输出端经由交流ATS与交流进线屏的母线连接，交流进线屏的多个输出端经过整流器与直流馈线屏的母线连接。

由于上述储能蓄电池系统输出的便是直接可用于站内设备交流设备用的380V交流电，因此本实用新型直接取该交流电作为站内交流设备的供电电源。所述储能蓄电池系统是储能电站中的核心储能系统，其主要包括蓄电池组和功率转换设备（逆变器等），输出380V交流电压，经由升压变压器升压及10/35kV后，连接到母线注入电网。考虑到储能蓄电池系统是安装在电网侧，专用于调节电网需求，为了确保其稳定性和可靠性，本领域并不考虑将其另作他用。而本实用新型的发明人则突破性地将该储能蓄电池系统用于站内供电，在综合考虑储能蓄电池系统的整体运行调节和状况下，对其进行了评估，确定在不影响储能蓄电池系统的情况下将储能系统用于站内供电，能够充分发挥储能系统的效用。

本实用新型具有如下技术效果：1、取消了原有的10kV/380V站用变压器及其配置，增设380V/380V隔离变压器，隔离变压器在引接储能蓄电池系统的同时有效分隔储能蓄电池系统和站内用电系统，而隔离变压器无论是成本、配置还是占地都远小于原有的站用变压器，在大大降低成本的同时能够有效减少整个储能电站的占地面积，使之更为适应于在人居城市建设；2、取消原有站内的直流蓄电池组，增设整流器，采用站内交流整流为直流供给直流设备，简化了直流部分的用电架构，降低了运维成本，提高运维效率的同时也提高了二次系统的可靠性，另外原二次设备室蓄电池屏柜或蓄电池室相应取消，有利于缩小建筑面积进而优化储能电站整体用地指标。

本实用新型可以进一步具体为：

所述隔离变压器为两套，分别连接储能蓄电池系统的不同输出母线；所述交流ATS也为两套，每套隔离变压器的输出端则分别连接到两套交流ATS的输入端；而两套交流ATS则分别连接到站内两条交流母线。

站用电系统的交流输入采用双线同时输入，每套交流ATS同时连接两端隔离变压器的输入，可自动切换；站内交流进线屏也设置AC380 IM和AC380 IIM两条母线，分别连接两套交流ATS。由此，大大提高了用电稳定性和可靠性。

所述整流器为两套，而站内直流馈线屏设置DCIM和DCIIM两套直流母线，两套整流器的输出端分别对应连接DCIM和DCIIM。

站用电系统的直流输入也采用双线同时输入，可提高用电稳定性和可靠性。

综上所述，本实用新型提供了一种利用储能设备的储能站站用电系统，以储能蓄电池系统输出的交流电作为站内用电电源，达到如下技术效果：1、取消站用降压变压器及其配置，有效降低设备成本和占地面积，优化了储能站的用地指标；2、站内交流进行整流后直供直流设备，简化用电架构，降低运维成本；3、简化了站用电系统的设备和架构，提高了供电系统的可靠性。除此之外，还可以使得储能蓄电池系统得到充分利用。

附图说明

图1为本实用新型背景技术所述现有技术中的储能电站的用电系统的结构示意图。

图2所示为本实用新型所述利用储能设备的储能站站用电系统的结构示意图。

下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。

具体实施方式

最佳实施例：

参照附图1，利用储能设备的储能站站用电系统，包括交流ATS、交流进线屏以及直流馈线屏，还包括有储能蓄电池系统、隔离变压器和整流器；隔离变压器的输入端与储能蓄电池系统的输出端连接，两隔离变压器的输出端经由交流ATS与交流进线屏的母线连接，交流进线屏的多个输出端经过整流器与直流馈线屏的母线连接。所述隔离变压器为两套T1、T2，分别连接储能蓄电池系统的不同输出线缆；所述交流ATS也为两套，为1ATS和2ATS，每套隔离变压器的输出端则分别连接到1ATS和2ATS的输入端；而1ATS和2ATS的输出端则分别连接到站内两条交流母线AC380 IM和AC380 IIM。所述整流器为两套Z1、Z2，而站内直流馈线屏设置DC220 IM和DC220 IIM两套直流母线，Z1和Z2的输出端分别对应连接DC220的IM和IIM。

本实用新型的总体方案如下：

取消传统方案中的站用变压器及独立的蓄电池组，以储能蓄电池DC/AC变换以后的380V交流电源做为站用电电源使用，在不影响储能系统电池正常功能的前提下，实现对站用电系统的可靠供电。由此还可将站内交直流电源负荷做为储能电站的其中一个负荷端，并纳入全站能量管理系统统一管理。

在主接线设计上：交流电源采用两段单母线接线，每段母线均从两组不同的储能蓄电池DC/AC变换以后的380V交流电源各引一路电源进线，并在两段母线的进线回路之间设置ATS切换装置。若储能系统设置2段及以上母线，则站用电电源引自不同母线段的隔离变低压侧DC/AC。交流电源引接位置为储能蓄电池DC/AC变换装置交流侧出口与升压变压器低压侧断路器之间。直流电源部分，由于储能蓄电池已经能够满足站内断电时提供2小时供电需求，因此取消直流系统的大容量蓄电池。

关于站用电监控系统：

1） 站用电监控系统与传统方案基本一致，系统应具有监视交直流电源、UPS电源、通信电源等进线开关状态、监视各个电源设备运行参数、控制交流电源切换等基本功能。具备远方控制及通信功能。除此之外，站用电监控系统要预留与储能能量管理系统接口，实现两个系统间信息共享，协调控制。

2） 在储能能量管理系统中集成站用电管理功能，实现对站用电设备状态监控、过负荷保护等功能。

a.储能能量管理系统应能采集站用电各子系统（含交流电源、直流电源、通信电源、UPS电源等）的开关状态、运行参数、故障告警信号。

b.储能能量管理系统应能通过站用电历史运行数据，对负荷特性进行分析，结合储能系统本体特性，优化各电池单元功率配置策略。

关于安装设计以及保护方面：

1） 在DC/AC变换装置交流侧与升压变低压侧断路器之间就近T接安装380V断路器，用于接入低压动力电缆。

2） 取消原站用变设计，改为在交流电源进线屏内安装380V隔离变压器。隔离变压器一侧与DC/AC装置交流侧通过动力电缆连接，另一侧接入站用电380V系统。

3） 取消原直流电源系统的蓄电池。

4） 取消原站用变保护装置，由T接安装于DC/AC变换装置交流侧与升压变低压侧断路器之间的380V断路器自带的过流速断，并根据站用电系统负荷设计交流极差配合，实现对电源引接的保护。

本实用新型的技术效果具体体现如下：

1）取消站用变压器，以往与站用变压器配套的高压开关柜、二次保护测控计量等设备可相应取消，相关电缆及安装材料也可节约，大大节省设备投资。

2）取消站用变压器，可节省原站变占地空间，有利于总平面优化，节约占地。

3）取消独立的站用直流蓄电池，原二次设备室蓄电池屏柜或蓄电池室相应取消，有利于缩小建筑面积进而优化储能电站整体用地指标。

4）可避免传统方案中10kV（35kV）母线断电导致交流失电以及蓄电池维护或更换时的整组停运问题，极大提升系统可靠性。

5）储能系统电池容量远大于站用电系统容量，在不影响储能电池本体功能的前提下，利用储能电池给站内直流系统供电，可提高储能电池的利用效率，提高项目整体经济效益。

本实用新型未述部分与现有技术相同。

Claims (3)

1.利用储能设备的储能站站用电系统，包括交流ATS、交流进线屏以及直流馈线屏，其特征在于，还包括有储能蓄电池系统、隔离变压器和整流器，隔离变压器输入端与储能蓄电池系统的输出端连接，隔离变压器的输出端经由交流ATS与交流进线屏的母线连接，交流进线屏的多个输出端经过整流器与直流馈线屏的母线连接。

2.根据权利要求1所述的利用储能设备的储能站站用电系统，其特征在于，所述隔离变压器为两套，分别连接储能蓄电池系统的不同输出母线；所述交流ATS也为两套，每套隔离变压器的输出端则分别连接到两套交流ATS的输入端；而两套交流ATS则分别连接到站内两条交流母线。

3.根据权利要求1所述的利用储能设备的储能站站用电系统，其特征在于，所述整流器为两套，而站内直流馈线屏设置DCIM和DCIIM两套直流母线，两套整流器的输出端分别对应连接DCIM和DCIIM。