CN214707177U - 一种用于紧凑型布置的预制式储能电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于紧凑型布置的预制式储能电池系统，由升压变流子系统和储能电池子系统两个子系统组成。升压变流子系统包括舱体以及设置在舱体内的连接开关设备、升压变压器、若干变流器子模块和舱体电气并联导体设备，储能电池子系统包括若干储能电池模块。每个升压变流子系统包括多个可独立拆分的变流器子模块，同时两个升压变流子系统之间可通过预制式汇流辅助模块直接并联。本实用新型将原有常规的预制式储能电池系统进一步模块化和整合化，不仅减小预制式储能电池系统的尺寸大小，而且降低制造成本与施工难度，大大节约系统造价与施工成本；也具有更好的安全性。

Description

一种用于紧凑型布置的预制式储能电池系统

技术领域

本实用新型涉及一种用于紧凑型布置的预制式储能电池系统，属于新能源发电储能系统领域。

背景技术

储能电池系统是智能电网、可再生能源高占比能源系统、“互联网+智慧能源”的重要组成部分和关键支撑技术。储能电池系统能够为电网运行提供调峰、调频、备用、黑启动、需求响应支撑等多种服务，是提升传统电力系统灵活性、经济性和安全性的重要手段；能够显著提高风、光等可再生能源的消纳水平，支撑分布式电力及微网，是推动主体能源由化石能源向可再生能源更替的关键技术；能够促进能源生产消费开放共享和灵活交易、实现多能协同，是构建能源互联网，促进能源新业态发展的核心基础。

目前已有的储能电池系统大多使用预制式方案，现有的预制式方案技术方案存在如下缺陷：(1)各个子系统之间物理上独立，增大占地空间和成本；(2)升压变流子系统中的升压变压器和变流器设备检修更换不易，费工费力。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可用于紧凑型布置的预制式储能电池系统方案，满足储能电池系统降低建设周期和建设成本的需要，具有经济性好、安全性高、施工方便的特点。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于紧凑型布置的预制式储能电池系统，该系统包括升压变流子系统和储能电池子系统；储能电池子系统包括若干储能电池模块；升压变流子系统包括舱体以及设置在舱体内的连接开关设备、升压变压器、若干变流器子模块和舱体电气并联导体设备，变流器子模块与升压变压器的低压侧连接，升压变压器的高压侧部分通过连接开关设备连接舱体电气并联导体设备，变流器子模块与储能电池模块一一对应连接。

进一步：舱体被分隔为变流器室、变压器室、连接室三个部分，其中变流器室内设置变流器子模块，变压器室内设置升压变压器和连接开关设备，连接室内设置舱体电气并联导体设备。

进一步：变压器室采用顶开式结构，其顶部设置双开可拆卸式盖板。

进一步：连接室采用侧开式结构。

进一步：在两套升压变流子系统互联时，一套升压变流子系统的连接室设置带有连接用电气导体的封闭盖板，另一套升压变流子系统的连接室不设置封闭盖板，将两套升压变流子系统背靠背安装后，通过封闭盖板实现机械连接，通过封闭盖板上的连接用电气导体实现电气连接。

进一步：变流器子模块采用模块化设计，其顶部设置两个交流电流母排导体出口、底部设置一个直流电缆导体入口，每个交流电流母排导体出口的上方设置检修盖板、侧面设置可拆除的封堵盖板。

进一步：若干变流器子模块并联时，拆除封堵盖板，通过检修盖板完成若干变流器子模块的固定。

进一步：变流器子模块之间通过母线插接方式并联。

进一步：该系统包括若干由一套升压变流子系统和一套储能电池子系统构成的单元。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1.两套升压变流子系统直接对接后，可减少整个预制式储能电池系统的占地面积，不再需要原额外的对接电缆，可降低储能系统制造难度和技术要求，节约造价与施工成本；

2.变流器设备采用独立模块式设计方案，多个变流器子模块之间可以通过母线插接方式并接，最大可支持4台变流器设备并接；支持以独立模块的形式从升压变流子系统分离；取消了原常规方案中额外的集中式变流器小室和小室大门，升压变流子系统的高压端之间可以取消原固有的检修通道要求，可以有效的减少占地面积，提高设备生产效率，节约占地造价和施工成本；

3.升压变流子系统的舱体设计中，升压变压器上方采用顶开式盖板设计，同时在变压器和变流器设备间设置可拆卸的封闭盖板，当变压器故障或更换时，可以拆卸舱体顶盖吊出连接变压器，也可以通过挪走变流器设备后在变流器方向已出变压器，取消了原常规方案中额外的变压器小室大门，两套升压变流子系统的长边侧面积要求不再受维护门的要求限制，而仅受变流器设备的散热要求限制。可以减少占地面积，节约占地和施工成本。

附图说明

图1是实施例中预制式储能电池系统的电气拓扑图；

图2是实施例中变流器子模块的模块示意图；

图3是实施例中升压变流子系统的布局示意图；

图4是实施例中两套升压变流子系统的对接布局示意图；

图5是实施例中紧凑型预制式储能电池系统的布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

本实施例为一个25MW/25MWh的预制式储能电池系统方案，电气拓扑图详见图1，其交流端由10套升压变流子系统1和10套储能电池子系统2组成，通过手拉手环网接入中压交流电网。

如图3所示，每套升压变流子系统1系统包括：舱体以及设置在舱体内的一套连接开关设备11、一套舱体电气并接导体设备12、一台升压变压器13和四套变流器子模块14。舱体被分隔为变流器室、变压器室、连接室三个部分，其中变流器室内设置变流器子模块，变压器室内设置升压变压器和连接开关设备，连接室内设置舱体电气并联导体设备。变压器室采取顶开式结构，顶部设置双开可拆卸式盖板131。

每套储能电池子系统2系统内容包括四套储能电池模块21，变流器子模块14与储能电池模块21一一对应连接。

如图2所示，变流器子模块14采取模块化设计，支持模块化拼接。其结构实现如下：每套变流器子模块14包括一个直流电缆导体入口141和两个交流电流母排导体出口142。导体出口142上方设置检修盖板143，可用于拼接导体的连接和拆卸；导体出口142的侧面设置封堵盖板145。

当四套变流器子模块并联时，四套变流器子模块落于升压变流子系统1的基础底座上，拆除相邻两套变流器子模块中间的封堵盖板145，通过母线插接方式并接，同时通过检修盖板143完成相邻两套变流器子模块的固定。靠近连接室的变流器子模块的交流电流母排导体出口142与升压变压器13的低压侧相连。升压变压器13升压后，通过连接开关设备11分隔，进入升压变流子系统1的连接室部分。

如图4所示，两套升压变流子系统1之间支持模块化拼接，升压变压器13的高压侧部分通过连接开关设备11分隔后，进入升压变流子系统1的连接室部分。连接室部分可选择两种不同的封闭盖板设备，分别为带有连接用电气导体12的封闭盖板121和无导体仅做封闭使用的封闭盖板151。盖板121和盖板151的封闭尺寸和封闭方式相同，且均支持两侧对接。当两套升压变流子系统1运至安装场地时，其中一套升压变流子系统带有封闭盖板121，另一套升压变流子系统带有封闭盖板151，拆除封闭盖板151，将两套升压变流子系统背靠背安装后，通过封闭盖板121实现机械连接，通过封闭盖板121上的电气连接导体12实现电气连接，即可实现两套升压变流子系统实现手拉手互联。

本实施例中，每套升压变流子系统1的设计功率为2.5MW，每套升压变流子系统1与1套2.5MWh的储能电池子系统2组成一个最小单元，最终布置图如图5所示。

以上所述，仅为本实用新型中的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本实用新型的包含范围之内，因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种用于紧凑型布置的预制式储能电池系统，其特征在于：该系统包括升压变流子系统和储能电池子系统；

储能电池子系统包括若干储能电池模块；

升压变流子系统包括舱体以及设置在舱体内的连接开关设备、升压变压器、若干变流器子模块和舱体电气并联导体设备，变流器子模块与升压变压器的低压侧连接，升压变压器的高压侧部分通过连接开关设备连接舱体电气并联导体设备，变流器子模块与储能电池模块一一对应连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于紧凑型布置的预制式储能电池系统，其特征在于：舱体被分隔为变流器室、变压器室、连接室三个部分，其中变流器室内设置变流器子模块，变压器室内设置升压变压器和连接开关设备，连接室内设置舱体电气并联导体设备。

3.根据权利要求2所述的一种用于紧凑型布置的预制式储能电池系统，其特征在于：变压器室采用顶开式结构，其顶部设置双开可拆卸式盖板。

4.根据权利要求2所述的一种用于紧凑型布置的预制式储能电池系统，其特征在于：连接室采用侧开式结构。

5.根据权利要求4所述的一种用于紧凑型布置的预制式储能电池系统，其特征在于：在两套升压变流子系统互联时，一套升压变流子系统的连接室设置带有连接用电气导体的封闭盖板，另一套升压变流子系统的连接室不设置封闭盖板，将两套升压变流子系统背靠背安装后，通过封闭盖板实现机械连接，通过封闭盖板上的连接用电气导体实现电气连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于紧凑型布置的预制式储能电池系统，其特征在于：变流器子模块采用模块化设计，其顶部设置两个交流电流母排导体出口、底部设置一个直流电缆导体入口，每个交流电流母排导体出口的上方设置检修盖板、侧面设置可拆除的封堵盖板。

7.根据权利要求6所述的一种用于紧凑型布置的预制式储能电池系统，其特征在于：若干变流器子模块并联时，拆除封堵盖板，通过检修盖板完成若干变流器子模块的固定。

8.根据权利要求1或7所述的一种用于紧凑型布置的预制式储能电池系统，其特征在于：变流器子模块之间通过母线插接方式并联。

9.根据权利要求1所述的一种用于紧凑型布置的预制式储能电池系统，其特征在于：该系统包括若干由一套升压变流子系统和一套储能电池子系统构成的单元。

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