CN215267793U - 一体式高压级联储能系统 - Google Patents
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Abstract
一体式高压级联储能系统，涉及储能技术领域，解决了低压储能不能满足大功率大容量储能现场应用需求的问题，包括控制室和电池室,控制室包括进线柜、隔离开关柜、控制柜、EMS管理系统和电抗器,电池室包括电池柜、分控柜、消防柜和中央空调系统,所述的各相电池柜的动力线通过级联方式汇集与控制室相连接，各相电池柜通过控制室的电抗器、隔离开关柜在进线柜与高压母线相连接,实现并网，各相电池柜的通讯线汇集至控制柜并与EMS监控系统相连接；整套储能系统通过一定数量的PCS功率单元交流侧串联直接接入6kV以上高压电网，结构简单，配置合理，适应大容量电网现场需求，散热效果更好，保证了使用安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种储能系统，尤其涉及一种一体式高压级联储能系统。
背景技术
传统电化学储能系统通常以500kW/500kWh为储能集成单元，针对大功率大容量储能现场需求需要多套储能系统并联使用，尤其针对高压现场还需配备升压变压器以接入高压电网。
传统低压储能方案电池系统安全问题日益凸显，电池堆内电池单台并联数量过多，电池SOC不均衡，电池利用率低，电池温升不一致，系统效率偏低；且低压储能系统难以满足大功率大容量储能现场应用需求。
随着清洁能源富集地域大量集中新能源开发、海上风电等的快速发展，大规模新能源消纳问题日益凸显；对电化学储能系统在功率容量、电能转换效率等指标提出了更高要求。
另外，电池PACK在充放电过程会释放大量热量，而且低压储能系统电池PCAK堆积比较密集，热源比较集中，散热空间有限，热管理如果做不到位势必产生安全隐患。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种一体式高压级联储能系统，采用模块串联形式多链级累计实现输出多电平，用H桥级联变流结构直接与储能电池相连接，三相众多小功率、小容量储能单元构成相应速度快，调度一致性好的大功率大容量储能系统。为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一体式高压级联储能系统,包括控制室和电池室, 控制室包括进线柜、隔离开关柜、控制柜、EMS管理系统和电抗器,电池室包括电池柜、分控柜、消防柜和中央空调系统, 所述的各相电池柜的动力线通过级联方式汇集与控制室相连接，各相电池柜通过控制室的电抗器、隔离开关柜在进线柜与高压母线相连接,实现并网，各相电池柜的通讯线汇集至控制柜并与EMS监控系统相连接,实现信号控制和显示功能。
进一步地, 电池室内根据电压等级不同设有三相共3*N个电池柜,电池柜包括PCS功率单元、高压箱和电池PACK,所述的电池PACK、高压箱、PCS功率单元依次竖向布置，PCS功率单元通过短铜排与高压箱相连接，无需采用高压电缆，节省掉走线空间及动力线连接带来的高压绝缘问题；充分利用高度空间，保证电池柜对电池室底部和顶部的高压绝缘距离。
进一步地,电池柜集成包含PCS功率单元和电池簇，所述的电池簇通过高压箱与多个电池PACK串联构成，所述电池簇内集成包含电池簇管理系统,实时监测各相各簇电池电压、电流、温度等信息，当系统出现过压、过流、过充、过放等异常状态时，系统实时报警，故障电池簇自动冗余，所述电池簇管理系统、PCS功率单元的通讯信号集成汇总于控制柜和EMS监控系统，最终实现系统控制与显示功能。
进一步地, 电池室的两侧设置有若干个舱门，所述的舱门朝疏散方向开启，舱门采用甲级防火门，舱门最小净宽度不小于0.9米。
进一步地, 电池室墙的侧壁分别设置有泄压阀和排气扇,分别用于消防泄压和电池室内新风交换，电池室换气次数不小于3次/h。
进一步地,三相电池柜之间设置有4个过道，每相的电池柜两列相对布置；电池室内设置有消防柜和温感烟感传感器，所述消防柜内配有全氟己酮灭火系统，所述的温感烟感传感器分布于每个过道靠近电池柜处。
进一步地,电池柜散热通过中央空调系统实现，电池室每个过道对应顶部设有空调出风口，所述每相的电池柜顶部设有空调回风口,空调进风口和空调回风口所对应的区域设置有顶部绝缘风道挡板，一方面可以防止冷热空气耦合影响电池柜散热，另一方面可以预防空调出风口产生凝露造成与电池顶部电池柜间绝缘距离不够问题。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：整套储能系统通过一定数量的PCS功率单元交流侧串联直接接入6kV以上高压电网，结构简单，配置合理，适应大容量电网现场需求，散热效果更好，保证了使用安全。
附图说明
以下结合附图对本实用新型做进一步详细描述。
附图1是本实用新型的电气结构示意图；
附图2是本实用新型的平面结构示意图；
附图3是电池室内散热系统的结构示意图；
附图中：1、控制室，2、电池室，101、进线柜，102、隔离开关柜，103、控制柜，104、EMS管理系统，105、电抗器，201、电池柜，202、分控柜，203、消防柜，204、温感烟感传感器，205、舱门，206、泄压阀，207、排气扇，208、过道，301、PCS功率单元，302、高压箱，303、电池PACK、401、中央空调系统，402、空调出风口，403、空调回风口，501、底部绝缘支撑，502、顶部绝缘风道挡板。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图1、附图2和附图3及具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
如附图1、附图2和附图3所示，一体式高压级联储能系统,包括控制室1和电池室2,控制室1包括进线柜101、隔离开关柜102、控制柜103、EMS管理系统104和电抗器105,电池室2包括电池柜201、分控柜202、消防柜203和中央空调系统401, 所述的各相电池柜201的动力线通过级联方式汇集与控制室1相连接，各相电池柜201通过控制室1的电抗器105、隔离开关柜102在进线柜101与高压母线相连接,实现并网，各相电池柜201的通讯线汇集至控制柜103并与EMS监控系统104相连接,实现信号控制和显示功能。
进一步地, 电池室2内根据电压等级不同设有三相共3*N个电池柜201,电池柜201包括PCS功率单元301、高压箱302和电池PACK303,所述的电池PACK303、高压箱302、PCS功率单元301依次竖向布置，PCS功率单元301通过短铜排与高压箱302相连接，无需采用高压电缆，节省掉走线空间及动力线连接带来的高压绝缘问题；充分利用高度空间，保证电池柜对电池室底部和顶部的高压绝缘距离。
进一步地,电池柜201集成包含PCS功率单元301和电池簇，所述的电池簇通过高压箱302与多个电池PACK303串联构成，所述电池簇内集成包含电池簇管理系统,实时监测各相各簇电池电压、电流、温度等信息，当系统出现过压、过流、过充、过放等异常状态时，系统实时报警，故障电池簇自动冗余，所述电池簇管理系统、PCS功率单元301的通讯信号集成汇总于控制柜103和EMS监控系统104，最终实现系统控制与显示功能。
进一步地, 电池室2的两侧设置有若干个舱门205，所述的舱门205朝疏散方向开启，舱门205采用甲级防火门，舱门205最小净宽度不小于0.9米。
进一步地, 电池室2墙的侧壁分别设置有泄压阀206和排气扇207,分别用于消防泄压和电池室内新风交换，电池室换气次数不小于3次/h。
进一步地,三相电池柜201之间设置有4个过道208，每相的电池柜201两列相对布置，电池室2内设置有消防柜203和温感烟感传感器204，所述消防柜203内配有全氟己酮灭火系统，所述的温感烟感传感器204分布于每个过道208靠近电池柜201处。
进一步地,电池柜201散热通过中央空调系统401实现，电池室2每个过道208对应顶部设有空调出风口402，所述每相的电池柜201顶部设有空调回风口403,空调进风口402和空调回风口403所对应的区域设置有顶部绝缘风道挡板502，一方面可以防止冷热空气耦合影响电池柜散热，另一方面可以预防空调出风口产生凝露造成与电池顶部电池柜间绝缘距离不够问题。电池柜201底部设置有底部绝缘支撑501，一方面可以保证电池柜201与电池室2地面高压绝缘距离，另一方面防止底部冷热空气耦合交换。
利用本实用新型所述的技术方案，或本领域的技术人员在本实用新型技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一体式高压级联储能系统，包括控制室（1）和电池室（2）, 其特征是控制室（1）包括进线柜（101）、隔离开关柜（102）、控制柜（103）、EMS管理系统（104）和电抗器（105）,电池室（2）包括电池柜（201）、分控柜（202）、消防柜（203）和中央空调系统（401）, 所述的各相电池柜（201）的动力线通过级联方式汇集与控制室（1）相连接，各相电池柜（201）通过控制室（1）的电抗器（105）、隔离开关柜（102）在进线柜（101）与高压母线相连接，各相电池柜（201）的通讯线汇集至控制柜（103）并与EMS管理系统（104）相连接。
2.根据权利要求1所述的一体式高压级联储能系统，其特征是电池室（2）内根据电压等级不同设有三相共3*N个电池柜（201）,电池柜（201）包括PCS功率单元（301）、高压箱（302）和电池PACK（303）,所述的电池PACK（303）、高压箱（302）、PCS功率单元（301）依次竖向布置，PCS功率单元（301）通过短铜排与高压箱（302）相连接。
3.根据权利要求2所述的一体式高压级联储能系统，其特征是电池柜（201）集成包含PCS功率单元（301）和电池簇，所述的电池簇通过高压箱（302）与多个电池PACK（303）串联构成，所述电池簇内集成包含电池簇管理系统，所述电池簇管理系统、PCS功率单元（301）的通讯信号集成汇总于控制柜（103）和EMS管理系统（104）。
4.根据权利要求1所述的一体式高压级联储能系统，其特征是电池室（2）的两侧设置有若干个舱门（205），所述的舱门（205）朝疏散方向开启，舱门（205）采用甲级防火门，舱门（205）最小净宽度不小于0.9米。
5.根据权利要求1所述的一体式高压级联储能系统，其特征是电池室（2）墙的侧壁分别设置有泄压阀（206）和排气扇（207）。
6.根据权利要求1所述的一体式高压级联储能系统，其特征是三相电池柜（201）之间设置有4个过道（208），每相的电池柜（201）两列相对布置，电池室（2）内设置有消防柜（203）和温感烟感传感器（204），所述消防柜（203）内配有全氟己酮灭火系统，所述的温感烟感传感器（204）分布于每个过道（208）靠近电池柜（201）处。
7.根据权利要求1所述的一体式高压级联储能系统，其特征是电池室（2）每个过道（208）对应顶部设有空调出风口（402），所述每相的电池柜（201）顶部设有空调回风口（403）,空调出风口（402）和空调回风口（403）所对应的区域设置有顶部绝缘风道挡板（502），电池柜（201）底部设置有底部绝缘支撑（501）。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114937823A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-08-23 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 集成式电池系统单元和电池系统 |
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2021
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