CN209545170U - 一种基于光储互补微电网自供电的仓式储能系统 - Google Patents

一种基于光储互补微电网自供电的仓式储能系统 Download PDF

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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微电网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构成微电网为仓式储能系统自用电供电，节省了现有的集装箱储能系统需要外接自供电电力线路以及设备的自启动的UPS电源，减少了外部电力线和外部电源以及UPS应急备用自用电供电装置的相应投资、建设工程、运营维护并且需要外部厂用电的供电保证和较高的电价电费，利用光储互补微电网发电供电保障了新能源的独立应用，不仅节省了UPS投资，还有利于黑启动的实现。

Description

一种基于光储互补微电网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微电网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电力调控灵活性、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、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，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：自用电的自耗电较大，一般大于储能系统供电能力的百分之十以上，而且现有的集装箱储能系统需要外接自供电电力线路以及设备的自启动的UPS电源，这样就增加了外部电力线和外部电源以及UPS应急备用自用电供电装置的相应投资、建设工程、运营维护并且需要外部厂用电的供电保证和较高的电价电费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
为了节省储能系统现场自用电供电工程以及电源、电力线实施投资与难度，并且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应急供电；本实用新型提出一种基于光储互补微电网自供电的仓式储能系统，主要包括：微电网发电蓄电供电控制模块、微电网供电光伏逆变器、微电网供电光伏发电阵列、微电网供电储能逆变器、微电网供电蓄电池组串、微电网供电BMS、微电网供电BMS线束、微电网供电系统总线、储能系统自用电配电箱、光储微电网电力线、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、仓式储能系统并网变压器、电网电力线、电网、仓式储能系统自用电供电电力线、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：
微电网供电光伏发电阵列连接微电网供电光伏逆变器并由微电网供电光伏逆变器通过光储微电网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通过仓式储能系统自用电供电电力线分别连接微电网发电蓄电供电控制模块、微电网供电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，构成光储互补微电网发电供电系统为仓式储能系统的自用电设备提供光储电力的电力路径；
经微电网供电BMS线束连接微电网供电BMS的微电网供电蓄电池组串接入微电网供电储能逆变器并由微电网供电储能逆变器顺次连接光储微电网电力线、仓式储能系统自用电配电箱、仓式储能系统自用电供电电力线，构成光储互补微电网发电供电系统的蓄电供电电源和仓式储能系统自用电设备的应急后备电源；
经微电网供电BMS线束连接微电网供电BMS的微电网供电蓄电池组串接入微电网供电储能逆变器并由微电网供电储能逆变器顺次连接光储微电网电力线、仓式储能系统自用电配电箱、仓式储能系统自用电供电电力线，再由仓式储能系统自用电供电电力线分别连接微电网发电蓄电供电控制模块、微电网供电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，构成光储互补微电网发电供电系统的蓄电供电子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；
微电网供电光伏发电阵列连接微电网供电光伏逆变器并由微电网供电光伏逆变器通过光储微电网电力线接入微电网供电储能逆变器、微电网供电蓄电池组串，构成微电网光伏发电供电子系统为微电网的蓄电供电子系统提供光伏电力充电的电力路径，并且微电网供电光伏发电阵列(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；
微电网发电蓄电供电控制模块通过微电网供电系统总线分别连接微电网供电光伏逆变器、微电网供电储能逆变器、微电网供电BMS、仓式储能系统自用电配电箱、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，构成微电网发电蓄电供电控制模块对光储互补微电网发电、蓄电、供电和用电设备进行能量管控以及蓄电池的动态维护调控的信息链路；
所述微电网发电蓄电供电控制模块主要包括：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，其特征是：
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，构成微电网发电蓄电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微电网供电系统总线，构成微电网发电蓄电供电控制模块监控仓式储能系统光储微电网发电蓄电供电系统的管控信息链路。
本实用新型一种基于光储互补微电网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构成微电网为仓式储能系统自用电供电，节省了现有的集装箱储能系统需要外接自供电电力线路以及设备的自启动的UPS电源，减少了外部电力线和外部电源以及UPS应急备用自用电供电装置的相应投资、建设工程、运营维护并且需要外部厂用电的供电保证和较高的电价电费。
本实用新型一种基于光储互补微电网自供电的仓式储能系统，采用光储互补微电网发电供电系统为仓式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。利用光储互补微电网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微电网自供电的仓式储能系统的原理示意框图。
图2为微电网发电蓄电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，一种基于光储互补微电网自供电的仓式储能系统，主要包括：微电网发电蓄电供电控制模块(1)、微电网供电光伏逆变器(2)、微电网供电光伏发电阵列(3)、微电网供电储能逆变器(4)、微电网供电蓄电池组串 (5)、微电网供电BMS(6)、微电网供电BMS线束(7)、微电网供电系统总线(8)、储能系统自用电配电箱(9)、光储微电网电力线(10)、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)、仓式储能系统并网变压器(106)、电网电力线(107)、电网(108)、仓式储能系统自用电供电电力线(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：
微电网供电光伏发电阵列(3)连接微电网供电光伏逆变器(2)并由微电网供电光伏逆变器(2)通过光储微电网电力线(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)通过仓式储能系统自用电供电电力线(200)分别连接微电网发电蓄电供电控制模块(1)、微电网供电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)，构成光储互补微电网发电供电系统为仓式储能系统的自用电设备提供光储电力的电力路径；
经微电网供电BMS线束(7)连接微电网供电BMS(6)的微电网供电蓄电池组串(5)接入微电网供电储能逆变器(4)并由微电网供电储能逆变器(4) 顺次连接光储微电网电力线(10)、仓式储能系统自用电配电箱(9)、仓式储能系统自用电供电电力线(200)，构成光储互补微电网发电供电系统的蓄电供电电源和仓式储能系统自用电设备的应急后备电源；
经微电网供电BMS线束(7)连接微电网供电BMS(6)的微电网供电蓄电池组串(5)接入微电网供电储能逆变器(4)并由微电网供电储能逆变器(4) 顺次连接光储微电网电力线(10)、仓式储能系统自用电配电箱(9)、仓式储能系统自用电供电电力线(200)，再由仓式储能系统自用电供电电力线(200)分别连接微电网发电蓄电供电控制模块(1)、微电网供电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)，构成光储互补微电网发电供电系统的蓄电供电子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；
微电网供电光伏发电阵列(3)连接微电网供电光伏逆变器(2)并由微电网供电光伏逆变器(2)通过光储微电网电力线(10)接入微电网供电储能逆变器(4)、微电网供电蓄电池组串(5)，构成微电网光伏发电供电子系统为微电网的蓄电供电子系统提供光伏电力充电的电力路径，并且微电网供电光伏发电阵列(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；
微电网发电蓄电供电控制模块(1)通过微电网供电系统总线(8)分别连接微电网供电光伏逆变器(2)、微电网供电储能逆变器(4)、微电网供电BMS (6)、仓式储能系统自用电配电箱(9)、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)，构成微电网发电蓄电供电控制模块(1)对光储互补微电网发电、蓄电、供电和用电设备进行能量管控以及蓄电池的动态维护调控的信息链路；
所述微电网发电蓄电供电控制模块(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)，构成微电网发电蓄电供电控制模块(1)的监控信息链路及系统以及通过通信管理电路(305)连接微电网供电系统总线(8)，构成微电网发电蓄电供电控制模块(1)监控仓式储能系统光储微电网发电蓄电供电系统的管控信息链路。
本实用新型一种基于光储互补微电网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构成微电网为仓式储能系统自用电供电，节省了现有的集装箱储能系统需要外接自供电电力线路以及设备的自启动的UPS电源，减少了外部电力线和外部电源以及UPS应急备用自用电供电装置的相应投资、建设工程、运营维护并且需要外部厂用电的供电保证和较高的电价电费。
本实用新型一种基于光储互补微电网自供电的仓式储能系统，采用光储互补微电网发电供电系统为仓式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。利用光储互补微电网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 (1)

1.一种基于光储互补微电网自供电的仓式储能系统，主要包括：微电网发电蓄电供电控制模块(1)、微电网供电光伏逆变器(2)、微电网供电光伏发电阵列(3)、微电网供电储能逆变器(4)、微电网供电蓄电池组串(5)、微电网供电BMS(6)、微电网供电BMS线束(7)、微电网供电系统总线(8)、储能系统自用电配电箱(9)、光储微电网电力线(10)、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)、仓式储能系统并网变压器(106)、电网电力线(107)、电网(108)、仓式储能系统自用电供电电力线(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：
微电网供电光伏发电阵列(3)连接微电网供电光伏逆变器(2)并由微电网供电光伏逆变器(2)通过光储微电网电力线(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)通过仓式储能系统自用电供电电力线(200)分别连接微电网发电蓄电供电控制模块(1)、微电网供电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)，构成光储互补微电网发电供电系统为仓式储能系统的自用电设备提供光储电力的电力路径；
经微电网供电BMS线束(7)连接微电网供电BMS(6)的微电网供电蓄电池组串(5)接入微电网供电储能逆变器(4)并由微电网供电储能逆变器(4)顺次连接光储微电网电力线(10)、仓式储能系统自用电配电箱(9)、仓式储能系统自用电供电电力线(200)，构成光储互补微电网发电供电系统的蓄电供电电源和仓式储能系统自用电设备的应急后备电源；
经微电网供电BMS线束(7)连接微电网供电BMS(6)的微电网供电蓄电池组串(5)接入微电网供电储能逆变器(4)并由微电网供电储能逆变器(4)顺次连接光储微电网电力线(10)、仓式储能系统自用电配电箱(9)、仓式储能系统自用电供电电力线(200)，再由仓式储能系统自用电供电电力线(200)分别连接微电网发电蓄电供电控制模块(1)、微电网供电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)，构成光储互补微电网发电供电系统的蓄电供电子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；
微电网供电光伏发电阵列(3)连接微电网供电光伏逆变器(2)并由微电网供电光伏逆变器(2)通过光储微电网电力线(10)接入微电网供电储能逆变器(4)、微电网供电蓄电池组串(5)，构成微电网光伏发电供电子系统为微电网的蓄电供电子系统提供光伏电力充电的电力路径，并且微电网供电光伏发电阵列(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；
微电网发电蓄电供电控制模块(1)通过微电网供电系统总线(8)分别连接微电网供电光伏逆变器(2)、微电网供电储能逆变器(4)、微电网供电BMS(6)、仓式储能系统自用电配电箱(9)、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)，构成微电网发电蓄电供电控制模块(1)对光储互补微电网发电、蓄电、供电和用电设备进行能量管控以及蓄电池的动态维护调控的信息链路；
其特征是：所述微电网发电蓄电供电控制模块(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)，并且：
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)，构成微电网发电蓄电供电控制模块(1)的监控信息链路及系统以及通过通信管理电路(305)连接微电网供电系统总线(8)，构成微电网发电蓄电供电控制模块(1)监控仓式储能系统光储微电网发电蓄电供电系统的管控信息链路。
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CN110783944A (zh) * 2018-07-30 2020-02-11 周锡卫 一种基于光储互补微电网自供电的仓式储能系统
CN110783944B (zh) * 2018-07-30 2024-10-01 周锡卫 一种基于光储互补微电网自供电的仓式储能系统

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