CN215120148U - 一种电池汇流柜及储能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池汇流柜及储能系统，应用于储能技术领域，该电池汇流柜包括设置有分断装置的主回路和电压监测装置，主回路串联于开关盒与储能逆变器之间，电压监测装置分别与开关盒的供电装置以及分断装置相连，并且，电压监测装置在供电装置的输出电压低于第一预设电压阈值时会驱动电池汇流柜内的分断装置断开。本方案通过电压监测装置监测供电装置的稳定性，一旦供电装置的输出电压低于第一预设电压阈值，就会驱动电池汇流柜主回路中的分断装置断开，利用分断装置断开储能系统的电流回路，从而降低流经开关盒内直流接触器的电流，避免开关盒内的直流接触器出现拉弧现象，从而确保整个储能系统的安全。

Description

一种电池汇流柜及储能系统

技术领域

本实用新型涉及储能技术领域，特别涉及一种电池汇流柜及储能系统。

背景技术

参见图1，图1是现有技术中一种储能系统的结构框图，该储能系统包括串联连接储能电池、开关盒、BCP(Battery Collection Panel，电池汇流柜)和PCS(PowerConversion System，储能逆变器)，并最终经由PCS与电网连接，各构成部分之间相互配合，进而实现为电网提供辅助供能以及储备电网过剩电能的既定功能。

在储能系统的实际应用中，储能电池依靠开关盒内的直流接触器实现与后级设备的分合，由于该直流接触器无法有效分断大功率负荷电流，储能系统只能在控制PCS停机、系统回路内负荷电流降低至预设值之后，再行控制开关盒内的直流接触器断开，从而避免直流接触器带载分断所带来的拉弧风险。

如图1所示，现有技术为了确保开关盒的稳定工作，避免开关盒内直流接触器因掉电而出现带载分断操作，储能系统单独为开关盒设置有供电装置。然而，在实际应用中，开关盒的供电装置也难免会出现故障，进而导致开关盒内直流接触器出现带载分断操作而带来拉弧风险，甚至影响整个储能系统的正常运行。

实用新型内容

本实用新型提供一种电池汇流柜及储能系统，电池汇流柜内设置电压监测装置，在开关盒供电装置的输出电压低于第一预设电压阈值时驱动电池汇流柜内的分断装置动作，由该分断装置分断负荷电流，从而避免开关盒内的直流接触器出现带载分断操作，解决现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：

第一方面，本实用新型提供一种电池汇流柜，包括：设置有分断装置的主回路和电压监测装置，其中，

所述主回路串联于开关盒与储能逆变器之间；

所述电压监测装置分别与所述开关盒的供电装置以及所述分断装置相连；

所述电压监测装置在所述供电装置的输出电压低于第一预设电压阈值时驱动所述分断装置断开。

可选的，所述电压监测装置包括欠压脱扣器，其中，

所述欠压脱扣器的驱动线圈与所述供电装置的输出端相连；

所述欠压脱扣器的动作机构与所述分断装置相连。

可选的，所述电压监测装置还包括：辅助监测装置，其中，

所述欠压脱扣器的驱动线圈经所述辅助监测装置与所述供电装置的输出端相连；

所述辅助监测装置与所述供电装置的输出端相连；

所述辅助监测装置在所述供电装置的输出电压低于第二预设电压阈值情况下处于断开状态。

可选的，所述供电装置包括串联连接的开关电源和不间断供电电源；

所述欠压脱扣器的驱动线圈经所述辅助监测装置与所述不间断供电电源的输出端相连；

所述辅助监测装置与所述开关电源的输出端相连；

所述辅助监测装置在所述开关电源的输出电压低于所述第二预设电压阈值情况下处于断开状态。

可选的，所述辅助监测装置包括中间继电器，其中，

所述欠压脱扣器的驱动线圈经所述中间继电器的常开触点与所述不间断供电电源的输出端相连；

所述中间继电器的驱动线圈与所述开关电源的输出端相连。

可选的，本实用新型第一方面提供的电池汇流柜，还包括：保护装置，其中，

所述保护装置串联于所述电压监测装置与所述供电装置之间；

所述保护装置在接收到预设保护信号的情况下处于断开状态，在未接收到所述预设保护信号的情况下处于导通状态。

可选的，在所述电压监测装置包括欠压脱扣器和中间继电器的情况下，所述保护装置串联于所述欠压脱扣器的驱动线圈与所述供电装置之间；

或者，

所述保护装置串联于所述中间继电器的驱动线圈与所述供电装置之间。

可选的，所述预设保护信号包括消防动作告警信号、紧急停机信号、急停按钮信号和短路信号。

可选的，所述分断装置包括所述电池汇流柜内的直流开关和主断路器中的至少一种。

可选的，所述电池汇流柜集成设置所述供电装置。

第二方面，本实用新型提供一种储能系统，包括：储能电池、开关盒、供电装置、储能逆变器和本实用新型第一方面任一项所述电池汇流柜，其中，

所述供电装置与所述开关盒相连；

所述储能电池经所述开关盒与所述电池汇流柜内的主回路相连；

所述电池汇流柜内的主回路经所述储能逆变器与电网相连。

可选的，在所述电池汇流柜集成设置有为所述开关盒供电的供电装置的情况下，所述储能系统不包括所述供电装置。

可选的，所述储能电池和所述开关盒集成设置。

本实用新型提供的电池汇流柜，包括设置有分断装置的主回路和电压监测装置，主回路串联于开关盒与储能逆变器之间，电压监测装置分别与开关盒的供电装置以及分断装置相连，并且，电压监测装置在供电装置的输出电压低于第一预设电压阈值时会驱动电池汇流柜内的分断装置断开。本实用新型提供的电池汇流柜，通过电压监测装置监测供电装置的稳定性，一旦供电装置的输出电压低于第一预设电压阈值，就会驱动电池汇流柜主回路中的分断装置断开，利用分断装置断开储能系统的电流回路，从而降低流经开关盒内直流接触器的电流，即使此时开关盒内的直流接触器因为供电不稳定而分断，也不会出现拉弧现象，从而确保整个储能系统的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术内的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述内的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中一种储能系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种电池汇流柜的结构框图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种电池汇流柜的结构框图；

图4是本实用新型实施例提供的再一种电池汇流柜的结构框图；

图5是本实用新型实施例提供的又一种电池汇流柜的结构框图；

图6是本实用新型实施例提供的另一种电池汇流柜的结构框图；

图7是本实用新型实施例提供的一种储能系统的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图2，图2是本实用新型实施例提供的一种电池汇流柜的结构框图，本实施例提供的电池汇流柜(图中以BCP标识)包括设置有分段装置的主回路和电压监测装置，其中，

电池汇流柜的主回路的一端与开关盒相连，另一端与PCS的直流侧相连，即电池汇流柜串联于开关盒以及PCS之间，相应的，设置于主回路上的分断装置同样串联于开关盒以及PCS之间。

可选的，电池汇流柜内的分断装置可以是直流开关和主断路器中的至少一种，当然，还可以是电池汇流柜内能够分断主回路负荷电流的其他可控开关，在不超出本实用新型核心思想范围的前提下，同样都属于本实用新型保护的范围内。

基于上述分断装置的可选构成可以看出，在本实施例以及后续各个实施例中，电池汇流柜内的分断装置分断储能系统电流的能力应大于开关盒内设置的直流接触器分断电流的能力，优选的，应该能够分断前述内容中述及的大功率负荷电流，甚至是大于负荷电流的故障电流。

图2中还示出了为确保开关盒供电稳定性而设置的供电装置，电压监测装置分别与开关盒的供电装置以及电池汇流柜内的分断装置相连。具体的，电压监测装置的一端与供电装置的输出端相连，采集供电装置的输出电压，电压监测装置的另一端与分断装置的控制端，或者说驱动端相连接。最为重要的是，电压监测装置在供电装置的输出电压低于第一预设电压阈值的情况下，会驱动分断装置断开，切断电池汇流柜的主回路，进而切断这个储能系统的电能传输回路。

综上所述，本实用新型实施例提供的电池汇流柜，通过电压监测装置监测供电装置的稳定性，一旦供电装置的输出电压低于第一预设电压阈值，在开关盒内的直流接触器因为供电不稳定而断开之前，驱动电池汇流柜主回路中的分断装置断开，从而利用分断装置断开储能系统的电流回路，降低流经开关盒内直流接触器的电流，即使此时开关盒内的直流接触器因为供电不稳定而分断，由于回路中流通的电流已经大大减小，直流接触器不会出现拉弧现象，更不会对储能系统中的其他构成设备的安全造成影响，从而有效确保整个储能系统的安全。

需要说明的是，本实用新型实施例以及后续各个实施例提供的电池汇流柜中，电压监测装置对于供电装置的输出电压与第一预设电压阈值的比较过程，可以基于现有技术实现，本实用新型对此并未作出改进。

可选的，参见图3，图3是本实用新型实施例提供的另一种电池汇流柜的结构框图，在图2所示实施例的基础上，电池汇流柜中的电压监测装置由欠压脱扣器(图中以Q标识)实现。

具体的，如图3所示，欠压脱扣器的驱动线圈C1与供电装置的输出端相连，欠压脱扣器的动作机构与电池汇流柜内的分断装置相连。根据欠压脱扣器的基本工作原理可知，当欠压脱扣器的驱动线圈C1两端的电压低于自身的额定工作电压时，动作机构便会因为线圈失电而动作，进一步的带动分断装置动作，实现上述内容中述及的保护直流接触器的目的。

同时，前述内容中述及的第一预设电压阈值便可基于欠压脱扣器的额定工作电压设置。

需要说明的是，在本实施例中，主要利用欠压脱扣器的动作机构与分断装置之间的电气连锁实现对分断装置的驱动，因此，图3所示实施例中以虚线示出欠压脱扣器动作机构与分断装置之间的连接，在实际应用中，欠压脱扣器与分断装置之间的联动连接，可以参照现有技术实现，本实用新型对于二者之间的具体联动方式不做限定。

可选的，在图3所示实施例的基础上，电压监测装置还可以包括辅助监测装置，前述实施例中欠压脱扣器的驱动线圈经辅助监测装置与供电装置的输出端相连，进一步的，辅助监测装置与供电装置的输出端相连，同样对供电装置的输出电压进行监测，并在供电装置的输出电压低于第二预设电压阈值情况下处于断开状态。

基于上述连接关系可以看出，如果辅助监测装置在判定供电装置的输出电压低于第二预设电压阈值，处于断开状态后，欠压脱扣器的驱动线圈便会因为断开与供电装置之间的连接而失电，从而使得欠压脱扣器的动作机构动作，并进一步带动分断装置分断，达到保护开关盒内直流接触器的目的。

需要说明的是，对于第二预设电压阈值的选取，需要结合供电装置的具体构成和实际的控制需求选取，第二预设电压阈值可以与第一预设电压阈值相同，通过辅助监测装置和欠压脱扣器实现冗余配置，确保在二者之一失效的情况下，仍然能够达到既定目的；相应的，第二预设电压阈值也可以和第一预设电压阈值选取不同的值，比如，第二预设电压阈值小于第一预设电压阈值，基于这样的设置，如果供电装置的输出电压在下降值小于第一预设电压阈值时，欠压脱扣器没有动作，供电装置的输出电压持续下降至小于第二预设电压阈值，便可触发辅助监测装置动作，同样可以达到冗余保护的目的。

在现有技术中，开关盒的供电装置大都基于不间断供电电源UPS和开关电源实现，具体的，UPS的一端与交流电网相连，另一端与开关电源的交流侧相连，开关电源的直流侧则与开关盒的电源接口相连，通过开关电源的换流功能，将交流电转换为满足开关盒使用要求的直流电。

基于现有技术中开关盒的供电装置的基本构成，图4给出本实用新型实施例提供的再一种电池汇流柜，在图3所示实施例以及上述辅助监测装置的相关阐述的基础上，本实施例示出辅助监测装置的可选连接方式。

具体的，欠压脱扣器Q的驱动线圈C1经辅助监测装置与UPS的输出端相连，即辅助监测装置串联于欠压脱扣器的驱动线圈C1与UPS的输出端之间。

进一步的，辅助监测装置还与开关电源的输出端相连，并且，在开关电源的输出电压低于第二预设电压阈值情况下，辅助监测装置处于断开状态，断开欠压脱扣器Q的驱动线圈C1与UPS输出端之间的电气连接，进而使得欠压脱扣器Q的驱动线圈C1采集到的电压小于第一预设电压阈值，驱动分断装置动作。

可以想到的是，在本实施例中，第二预设电压阈值基于开关电源的输出电压设置，相应的，第一预设电压阈值基于UPS的输出电压设置，二者可以取不同的电压值。

本实用新型实施例提供的电池汇流柜中，通过欠压脱扣器Q实现对UPS输出电压的监测，同时，通过辅助监测装置实现对开关电源输出电压的监测。不论是UPS的输出电压降低，还是开关电源的输出电压降低，都能够触发欠压脱扣器Q的动作机构动作，进一步驱动分断装置动作，可以有效提高保护过程的可靠性。

可以想到的是，开关电源输出的是直流电压，并与开关盒的额定工作电压相适配，因此，本实施例中述及的第二预设电压阈值需要基于辅助监测装置的额定工作电压设置。

进一步的，在图4所示实施例的基础上，图5所示实施例给出一种辅助监测装置的可选构成方式。如图5所示，在本实施例中，辅助监测装置基于中间继电器KA实现。

具体的，欠压脱扣器Q的驱动线圈C1经中间继电器KA的常开触点KA1与UPS的输出端相连，即中间继电器KA的常开触点KA1串联于欠压脱扣器Q的驱动线圈C1以及UPS的输出端之间。中间继电器KA的驱动线圈C2与开关电源的输出端相连。

基于中间继电器的基本原理可知，在中间继电器的驱动线圈采集的电压大于其额定工作电压的情况下，中间继电器的驱动线圈能够产生足够的电磁力，进而控制常开触点闭合，相反的，如果开关电源输出电压降低，中间继电器的常开触点就会因为自身的驱动线圈失电而断开，进而切断欠压脱扣器的驱动线圈与UPS输出端之间的电气连接，并最终驱动分断装置断开，实现上述内容中述及的保护作用。

可选的，参见图6，图6是本实用新型实施例提供的另一种电池汇流柜的结构框图，在上述任一实施例的基础上(图6以图5所示实施例为基础)，本实施例提供的电池汇流柜还包括：保护装置。

保护装置串联于电压监测装置与供电装置之间，并且，该保护装置在接收到预设保护信号的情况下会处于断开状态，从而电压监测装置与供电装置输出端之间的电气连接；相应的，在未接收到预设保护信号的情况下处于导通状态，不影响电压监测装置的正常工作。

可选的，如图6所示，在电压监测装置包括欠压脱扣器和中间继电器的情况下，保护装置可以串联于欠压脱扣器Q的驱动线圈C1与UPS输出端之间；或者，保护装置还可以串联于中间继电器KA的驱动线圈C2与开关电源的输出端之间。

可选的，前述预设保护信号包括消防动作告警信号、紧急停机信号、急停按钮信号和短路信号。当然，在实际应用中，保护信号还可以其他需要紧急场景下的信号，此处不再一一列举。

本实施例提供的电池汇流柜，预设保护装置，通过保护装置接收外部设备发送的预设保护信号，使得储能系统可以在出现相应的紧急情况的情况下，通过保护装置控制电池汇流柜内的分断装置断开，紧急切除故障回路，为储能系统提供另一种可选的保护措施。

可选的，为了进一步提高电池汇流柜的集成度，上述任一实施例中提供的电池汇流柜还可以集成设置开关盒的供电装置，即将开关盒的供电装置设置于电池汇流柜内部。

可选的，参见图7，图7是本实用新型实施例提供的一种储能系统的结构框图，本实施例提供的储能系统包括：储能电池、开关盒、供电装置、储能逆变器和上述任一实施例提供的电池汇流柜(图中以图2所示实施例提供的电池汇流柜示出)，其中，

供电装置与开关盒相连；

储能电池经开关盒与电池汇流柜内的主回路相连；

电池汇流柜内的主回路经储能逆变器与电网相连。

可选的，在电池汇流柜集成设置有为开关盒供电的供电装置的情况下，储能系统不包括供电装置。

可选的，储能电池和开关盒集成设置，构成电池簇。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (13)

1.一种电池汇流柜，其特征在于，包括：设置有分断装置的主回路和电压监测装置，其中，

所述主回路串联于开关盒与储能逆变器之间；

所述电压监测装置分别与所述开关盒的供电装置以及所述分断装置相连；

所述电压监测装置在所述供电装置的输出电压低于第一预设电压阈值时驱动所述分断装置断开。

2.根据权利要求1所述的电池汇流柜，其特征在于，所述电压监测装置包括欠压脱扣器，其中，

所述欠压脱扣器的驱动线圈与所述供电装置的输出端相连；

所述欠压脱扣器的动作机构与所述分断装置相连。

3.根据权利要求2所述的电池汇流柜，其特征在于，所述电压监测装置还包括：辅助监测装置，其中，

所述欠压脱扣器的驱动线圈经所述辅助监测装置与所述供电装置的输出端相连；

所述辅助监测装置与所述供电装置的输出端相连；

所述辅助监测装置在所述供电装置的输出电压低于第二预设电压阈值情况下处于断开状态。

4.根据权利要求3所述的电池汇流柜，其特征在于，所述供电装置包括串联连接的开关电源和不间断供电电源；

所述欠压脱扣器的驱动线圈经所述辅助监测装置与所述不间断供电电源的输出端相连；

所述辅助监测装置与所述开关电源的输出端相连；

所述辅助监测装置在所述开关电源的输出电压低于所述第二预设电压阈值情况下处于断开状态。

5.根据权利要求4所述的电池汇流柜，其特征在于，所述辅助监测装置包括中间继电器，其中，

所述欠压脱扣器的驱动线圈经所述中间继电器的常开触点与所述不间断供电电源的输出端相连；

所述中间继电器的驱动线圈与所述开关电源的输出端相连。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电池汇流柜，其特征在于，还包括：保护装置，其中，

所述保护装置串联于所述电压监测装置与所述供电装置之间；

所述保护装置在接收到预设保护信号的情况下处于断开状态，在未接收到所述预设保护信号的情况下处于导通状态。

7.根据权利要求6所述的电池汇流柜，其特征在于，在所述电压监测装置包括欠压脱扣器和中间继电器的情况下，

所述保护装置串联于所述欠压脱扣器的驱动线圈与所述供电装置之间；

或者，

所述保护装置串联于所述中间继电器的驱动线圈与所述供电装置之间。

8.根据权利要求6所述的电池汇流柜，其特征在于，所述预设保护信号包括消防动作告警信号、紧急停机信号、急停按钮信号和短路信号。

9.根据权利要求1-5任一项所述的电池汇流柜，其特征在于，所述分断装置包括所述电池汇流柜内的直流开关和主断路器中的至少一种。

10.根据权利要求1-5任一项所述的电池汇流柜，其特征在于，所述电池汇流柜集成设置所述供电装置。

11.一种储能系统，其特征在于，包括：储能电池、开关盒、供电装置、储能逆变器和权利要求1-10任一项所述电池汇流柜，其中，

所述供电装置与所述开关盒相连；

所述储能电池经所述开关盒与所述电池汇流柜内的主回路相连；

所述电池汇流柜内的主回路经所述储能逆变器与电网相连。

12.根据权利要求11所述的储能系统，其特征在于，在所述电池汇流柜集成设置有为所述开关盒供电的供电装置的情况下，所述储能系统不包括所述供电装置。

13.根据权利要求11所述的储能系统，其特征在于，所述储能电池和所述开关盒集成设置。

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