CN216774379U - 一种可移动预制仓式储能虚拟同步机系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种可移动预制仓式储能虚拟同步机系统，储能虚拟同步机和台区用能优化集控终端，储能虚拟同步机包含电池储能系统，台区用能优化集控终端用于采集台区基础数据及电池储能系统的运行状态数据并发送到智慧能源服务平台，通过引入电池储能系统为虚拟同步机的调节过程提供能量缓冲，可维持直流母线的电压稳定和虚拟同步机的稳定运行。

Description

一种可移动预制仓式储能虚拟同步机系统

技术领域

本实用新型属于电力电子技术领域，具体涉及一种可移动预制仓式储能虚拟同步机系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

近年来，以屋顶光伏为代表的可再生能源大量接入配网台区，将给电力系统运行带来巨大变化与挑战。首先，光伏电源出力波动性强，可能出现短时大幅波动，对电网运行带来冲击；其次，光伏发电不受电网调度，一般均以最大功率跟踪方式运行，其日功率曲线与家庭负荷曲线并不相符，造成就地消纳困难，部分时间段出现光伏功率倒送；再次，光伏接口变流器通常工作于恒功率模式，无法提供类似于同步发电机的惯性和一次调频能力，为电网稳定运行提供支持。

发明人发现，虚拟同步发电机可以实现大规模分布式电源与微网的完美融合，而由于光伏发电的间歇性和不稳定性，无法为虚拟同步发电机调频和调功提供足够的缓冲能量，影响了虚拟同步机的稳定性与可靠性。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种可移动预制仓式储能虚拟同步机系统，通过在虚拟同步机中添加储能系统，通过储能为虚拟同步机的调节过程提供能量缓冲，可维持直流母线的电压稳定和虚拟同步机的稳定运行。为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术措施：

一种可移动预制仓式储能虚拟同步机系统，包括：储能虚拟同步机和台区用能优化集控终端，所述储能虚拟同步机包含电池储能系统，所述台区用能优化集控终端用于采集台区基础数据及电池储能系统的运行状态数据并发送到智慧能源服务平台。

进一步的，所述台区能源控制器接收智慧能源服务平台返回的控制策略对储能虚拟同步机、电动汽车充电、分布式光伏以及台区电网的源网荷储协同控制。

进一步的，所述台区用能优化集控终端包括台区能源控制器和计量监测通信单元，台区能源控制器和计量监测通信单元通过LoRa自组网的方式连接，采用LoRa通讯协议。

进一步的，所述储能虚拟同步机系统采用预制舱式结构，所述预制舱配有独立供电系统。

进一步的，所述储能虚拟同步机系统在低压台区部署，所述低压台区内主干电缆采用电缆分支箱转接至充电桩、光伏系统、低压智能断路器。

一种电池储能系统，包括储能换流器、电池管理系统和能源管理系统以及储能电池，所述储能换流器采用双极式结构，储能换流器的直流侧接储能电池，交流侧并入低压电台的三相交流电网，用于实现储能电池的充放电，进行低压电台交流和储能电池直流的交换。

进一步的，所述电池管理系统用于监控储能电池在充放电过程中储能电池单体的状态信息，决定电池工作在电池串联充电还是单体电池均衡充电状态。

进一步的，所述储能电池采用磷酸铁锂电池。

进一步的，所述储能换流器用于接受能源管理系统的指令，调节低压台区的无功功率和有功功率。

进一步的，所述电池管理系统配置移动终端设备数据接口，用于人机交互。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型通过在虚拟同步机中添加储能系统，通过储能为虚拟同步机的调节过程提供能量缓冲，可维持直流母线的电压稳定和虚拟同步机的稳定运行。

2、本实用新型一种应用于高光伏渗透率、重过载典型台区的低压侧包含用能优化集控终端的可移动预制仓式储能虚拟同步机系统，通过引入储能单元可以提高虚拟同步机的稳定性与可靠性，用能优化集控终端通过接入省级智慧能源服务平台，可实现对低压台区的分布式光伏、台区电网、电动汽车充电、储能虚拟同步机的源网荷储协同控制，完成台区的用能优化、削峰填谷、有序用电、重过载治理、分布式能源优化接入等系列功能，具有广阔的工程应用前景。

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中的技术方案，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，下面描述中的附图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是本实用新型的可移动式预制仓式储能虚拟同步机系统图；

图2是本实用新型的储能虚拟同步机系统的拓扑结构图；

图3是本实用新型的电池储能系统结构图。

具体实施方式：

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1本实施例提供了一种可移动预制仓式储能虚拟同步机系统。

如图1所示，一种可移动预制仓式储能虚拟同步机系统，包括：储能虚拟同步机和台区用能优化集控终端，储能虚拟同步机包含电池储能系统，台区用能优化集控终端用于采集台区基础数据及电池储能系统的运行状态数据并通过无线通讯的方式发送到智慧能源服务平台。

台区能源控制器接收智慧能源服务平台返回的控制策略对储能虚拟同步机、电动汽车充电、分布式光伏以及台区电网的源网荷储协同控制。

采用上述技术方案，在低压台区部署台区储能虚拟同步机系统，并就地部署与之配套的台区用能优化集控终端，通过在虚拟同步机中添加电池储能系统，通过储能为虚拟同步机的调节过程提供能量缓冲，可维持直流母线的电压稳定和虚拟同步机的稳定运行。

通过电池储能系统可以提高虚拟同步机的稳定性与可靠性，用能优化集控终端通过接入省级智慧能源服务平台，可实现对低压台区的分布式光伏、台区电网、电动汽车充电、储能虚拟同步机的源网荷储协同控制，完成台区的用能优化、削峰填谷、有序用电、重过载治理、分布式能源优化接入等系列功能，具有广阔的工程应用前景。

台区用能优化集控终端包括台区能源控制器和计量监测通信单元，台区能源控制器和计量监测通信单元通过LoRa自组网的方式连接，采用LoRa通讯协议。

储能虚拟同步机系统采用预制舱式结构，用于放置储能虚拟同步机系统，预制舱配有高可靠的独立供电系统。

储能虚拟同步机系统在低压台区部署，低压台区内主干电缆采用电缆分支箱转接至充电桩、光伏系统、低压智能断路器，低压智能断路器配置用于智能连接线路，用于控制和保护和低压配电网络连接的负载如空调电视等用电器。

在采用电缆分支箱之前，采用故障指示器用于检测配电网中线路是否发生短路及接地故障。

低压智能配电开关不仅具有开关功能，还可以将台区用能优化集控终端采集的台区基础数据及电池储能系统的运行状态数据通过网络发送给远程控制中心，低压智能配电开关接收远程控制中心的跳闸、闭锁等功能。所述远程控制中心可以为移动终端。

如图2-3所示，一种电池储能系统，包括储能换流器(PCS)、电池管理系统(BMS)和能源管理系统(EMS)以及储能电池，储能换流器的直流侧接储能电池，交流侧并入低压电台的三相交流电网，用于实现储能电池的充放电，进行低压电台交流和储能电池直流的交换。

台区能源控制器和能源管理系统之间通过总线连接，采用RS485通讯协议；能量管理系统和电池管理系统通过总线连接，采用Modbus TCP协议；电池管理系统与储能换流器之间通过总线连接，采用RS485通讯协议，储能电池采用磷酸铁锂电池。

如图2-3所示，储能换流器采用双极式结构(DC/DC/AC)，直流侧接电池，交流侧并入低压台区的三相交流电网，台区能源控制器来控制储能虚拟同步机的能量管理系统(EMS)、能量管理系统(EMS)控制储能换流器(PCS)、储能换流器(PCS)控制储能电池的充放电，进行低压台区交流与储能电池直流的交换。

储能换流器用于接受能源管理系统的指令，调节低压台区的无功功率和有功功率，当低压台区有功缺额时，储能换流器通过控制电池输出有功功率来补偿有功缺额，当低压台区无功缺额时，储能换流器通过控制电池输出无功功率进行无功补偿。

电池管理系统包括电池能量网卡，电池能量集线器，电池能量交换机，用于监控储能电池在充放电过程中对电池的单体状态信息，电池能量网卡，电池能量网卡用于将电池单体接入或旁路；电池能量集线器，电池能量集线器用于对电池单体进行参数检测以获取电池单体的状态数据；电池能量交换机，电池能量集线器用于对电池单体进行参数检测以获取电池单体的状态数据，电池能量交换机用于根据电池单体的状态数据生成控制指令，并将控制指令发送给电池能量集线器，以通过电池能量集线器对电池能量网卡进行控制，通过在电池的充放电过程中对电池的单体状态等信息进行监控，决定电池工作在电池串联充电或者是单体电池均衡充电状态。

电池管理系统配置移动终端设备数据接口，用于人机交互，方便工作人员的运行与维护。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种可移动预制仓式储能虚拟同步机系统，其特征在于，包括：预制仓、台区用能优化集控终端以及低压智能配电开关；

所述预制仓内放置储能虚拟同步机，所述储能虚拟同步机包含电池储能系统，所述电池储能系统包括储能换流器、电池管理系统和能源管理系统以及储能电池；

所述台区用能优化集控终端和能源管理系统之间通过总线连接，所述能源管理系统和电池管理系统通过总线连接，所述电池管理系统与储能换流器之间通过总线连接；所述储能换流器采用双极式结构，储能换流器的直流侧接储能电池，交流侧并入低压电台的三相交流电网；

所述电池储能系统和台区用能优化集控终端通过低压智能配电开关将数据发送至移动终端。

2.如权利要求1所述的一种可移动预制仓式储能虚拟同步机系统，其特征在于，所述台区用能优化集控终端包括台区能源控制器和计量监测通信单元，台区能源控制器和计量监测通信单元通过LoRa自组网的方式连接。

3.如权利要求1所述的一种可移动预制仓式储能虚拟同步机系统，其特征在于，所述预制舱配有独立供电系统。

4.如权利要求1所述的一种可移动预制仓式储能虚拟同步机系统，其特征在于，所述储能虚拟同步机系统在低压台区部署，所述低压台区内主干电缆采用电缆分支箱转接至充电桩、光伏系统、低压智能断路器。

5.如权利要求1所述的一种可移动预制仓式储能虚拟同步机系统，其特征在于，所述储能电池采用磷酸铁锂电池。

6.如权利要求1所述的一种可移动预制仓式储能虚拟同步机系统，其特征在于，所述电池管理系统配置移动终端设备数据接口，用于人机交互。

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