CN219611355U - 具备防逆流和备用电源功能的储能集装箱的储能系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种具备防逆流和备用电源功能的储能集装箱的储能系统，包括储能系统内在储能与负载的并网关口处增加第一电表，在所有负载汇总点增加第二电表，采用通讯线将所有电表均接入储能集装箱内的EMS，进行功率实时传送，将PCS也采用通讯线接入储能集装箱内的EMS；储能系统内设置功率阈值，调整PCS功率，使得PCS功率与负载功率之和大于并网关口处功率；在储能系统内增加一个不间断电源UPS，不间断电源UPS接在PCS并网接口后端，不间断电源UPS单独配置一个电池，不间断电源UPS电源线连接负载给负载供电，负载单独引线接入储能集装箱内。优点：本储能系统，解决了系统逆流和后备电源的技术问题。

Description

具备防逆流和备用电源功能的储能集装箱的储能系统
技术领域
本实用新型涉及一种储能系统，具体为一种具备防逆流和备用电源功能的储能集装箱的储能系统。
背景技术
储能集装箱的项目应用现场有养鱼设备，储能集装箱需要24小时给供氧泵供电，所需供氧泵功率在1kW以内。
供氧泵正常情况由市电供电，市电断电最长时间8小时。在市电停电时候希望给供氧泵供电。
为保证此项目，现有的方案是，找原PCS（储能变流器）厂家加装STS方案，费用较高，周期较长。
其次，储能集装箱内的储能系统，如果负载功率远大于储能PCS功率，则可以考虑不设置防逆流功能；如果负载功率与PCS功率接近或波动较大时，则需要设置防逆流功能。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种具备防逆流和备用电源功能的储能集装箱的储能系统，采用的技术问题如下：
具备防逆流和备用电源功能的储能集装箱的储能系统，包括现有储能集装箱内的储能系统，储能系统内在储能与负载的并网关口处增加第一电表，在所有负载汇总点增加第二电表，采用通讯线将所有电表均接入储能集装箱内的EMS，进行功率实时传送，将PCS也采用通讯线接入储能集装箱内的EMS；储能系统内设置功率阈值，调整PCS功率，使得PCS功率与负载功率之和大于并网关口处功率；在储能系统内增加一个用来保护储能集装箱内重要负载的不间断电源UPS，不间断电源UPS接在PCS并网接口后端，不间断电源UPS单独配置一个电池，不间断电源UPS电源线连接重要负载给重要负载供电，重要负载单独引线接入储能集装箱内的不间断电源UPS。
对本实用新型技术方案的进一步优选，电池续航时长为8小时。
本技术方案的储能系统，在现有储能系统中增加一个UPS来保重要负载，UPS接在PCS并网接口后端，并配置8小时电池，1kW负载单独引线接入到集装箱内；解决了储能集装箱内储能系统后备电源的技术问题。在现有储能集装箱内的储能系统内增设电表，将通讯线引入储能系统的EMS柜内，解决储能集装箱逆流的问题。
本实用新型提出的另一种具备防逆流和备用电源功能的储能集装箱的储能系统，包括现有储能集装箱内的储能系统，其特征在于，储能系统内在储能与负载的并网关口处增加第一电表，在所有负载汇总点增加第二电表，采用通讯线将所有电表均接入储能集装箱内的EMS，进行功率实时传送，将PCS也采用通讯线接入储能集装箱内的EMS；储能系统内设置功率阈值，调整PCS功率，使得PCS功率与负载功率之和大于并网关口处功率；在储能系统内的储能母线上并联一个备用PCS并增加一个用来保护储能集装箱内重要负载的双电源切换开关，双电源切换开关内的S1开关接到市电上，双电源切换开关内的S2开关接到储能母线上备用PCS上，所述储能系统内其他负载均直接连接到市电上，重要负载单独引线接到双电源切换开关；所述双电源切换开关，正常情况S2开关处于常开状态，重要负载由市电供电。
对本实用新型技术方案的进一步优选，所述备用PCS功率为30kW。
本技术方案的储能系统，储能母线上并联一个小的PCS模块，在失电时保所接入的负荷（养殖泵，1kW）几万块，改造相对独立，周期相对方案1较短；正常运行时，1kW重要负载和其他负载都由市电供电，30kW PCS处于离网待机状态；当市电断电时，双电源切换开关自动跳到S2上，由30kW PCS给重要负载供电。在现有储能集装箱内的储能系统内增设电表，将通讯线引入储能系统的EMS柜内，解决储能集装箱逆流的问题。
本实用新型还提出一种具备防逆流和备用电源功能的储能集装箱的储能系统，包括现有储能集装箱内的储能系统，其特征在于，储能系统内在储能与负载的并网关口处增加第一电表，在所有负载汇总点增加第二电表，采用通讯线将所有电表均接入储能集装箱内的EMS，进行功率实时传送，将PCS也采用通讯线接入储能集装箱内的EMS；储能系统内设置功率阈值，调整PCS功率，使得PCS功率与负载功率之和大于并网关口处功率；在储能系统内的储能母线上增加DC/DC电源模块和DC/AC逆变模块，并增加一个用来保护储能集装箱内重要负载的双电源切换开关，双电源切换开关内的S1开关接到市电上，双电源切换开关内的S2开关接到储能母线上的DC/AC逆变模块上；所述储能系统内其他负载均直接连接到市电上，重要负载单独引线接到双电源切换开关；所述双电源切换开关，正常情况S2开关处于常开状态，重要负载由市电供电。
本实用新型中提及的储能集装箱以及储能集装箱内的储能系统，均为本技术领域内的已知技术，本领域技术人员已知。
本技术方案的储能系统，储能母线上加DC/DC电源模块+DC/AC逆变模块+接触器切换（可实现不停电），功率匹配度高，造价低，不影响原系统，改造周期很短；在现有储能集装箱内的储能系统内增设电表，将通讯线引入储能系统的EMS柜内，解决储能集装箱逆流的问题。
本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：
本实用新型的储能系统，既解决了后备电源的问题，同时也解决了防逆流的问题。
附图说明
图1是本实用新型的防逆流的框图；
图2是实施例1的后备电源的框图；
图3是实施例2的后备电源的框图；
图4是实施例3的后备电源的框图。
具体实施方式
下面对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。
为使本实用新型的内容更加明显易懂，以下结合附图1-附图4和具体实施方式做进一步的描述。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
如图1和2所示，本实施例系一种具备防逆流和备用电源功能的储能集装箱的储能系统，包括现有储能集装箱内的储能系统，储能系统内在储能与负载的并网关口处增加第一电表，在所有负载汇总点增加第二电表，采用通讯线将所有电表均接入储能集装箱内的EMS，进行功率实时传送，将PCS也采用通讯线接入储能集装箱内的EMS；储能系统内设置功率阈值，调整PCS功率，使得PCS功率与负载功率之和大于并网关口处功率；在储能系统内增加一个用来保护储能集装箱内重要负载的不间断电源UPS，不间断电源UPS接在PCS并网接口后端，不间断电源UPS单独配置一个电池，不间断电源UPS电源线连接重要负载给重要负载供电，重要负载单独引线接入储能集装箱内的不间断电源UPS。
如图2所示，在现有储能系统中增加一个UPS来保重要负载，新增的UPS接在PCS并网接口后端，并配置8小时电池。1kW负载单独引线接入到集装箱内。当电网正常运行时，电网经过UPS给负载供电；当电网断电时，UPS切换到后备模式，用自身电池给重要负载供电，支撑负载运行。
如图1所示，本实施例的储能集装箱内的储能系统内，如果负载功率远大于储能PCS功率，则可以考虑不设置防逆流功能；如果负载功率与PCS功率接近或波动较大时，则需要设置防逆流功能。
本实施例在储能集装箱的项目应用现场有养鱼设备，该项目中，可以通过分析客户逐时负载曲线（需业主提供用电信息或者提供网上国王app账号），进行分析判断。了解变压器一次电气图，选择电表接入点，然后将通讯线引入储能系统的EMS柜内，通过EMS策略实现负荷跟随和防逆流。
要实现防逆流功能，需要在现有基础上增加智能电表；具体为：储能系统内在储能与负载的并网关口处增加第一电表，为电表1；在所有负载汇总点增加第二电表，为电表2；采用通讯线将所有电表均接入储能集装箱内的EMS，进行功率实时传送，将PCS也采用通讯线接入储能集装箱内的EMS；储能系统内设置功率阈值，调整PCS功率，使得PCS功率与负载功率之和大于并网关口处功率； 通过通讯方式把功率实时传送给EMS，设置防逆流策略即可实现防逆流功能。
如图1所示，（1）并网运行时：PCS功率为100KW，EMS实时采集PCS功率和并网关口总功率，根据负载实时运行功率调整PCS输出功率，从而控制储能系统输出对应功率，防止向电网倒送电。
策略如下：
P1、P2、P3向下流为正，向上为负；
P1=P2+P3；
P3＞0，表示储能在充电；P3＜0，表示储能在放电；
当P1＞0，则说明电网能量正向流动，无逆流；
当P1＜0，则说明电网能量负向流动，即功率倒送，需要调整PCS放电功率，使P2+P3＞0；
为了更精确保证储能功率不倒送，可以设置一个阈值，调整PCS功率，使P2+P3＞10kW。
（2）离网时
当电网突然断电，PCS会自动跳闸，不会出现功率倒送；
根据国标GBT 34120-2017 电化学储能系统储能变流器技术规范，PCS需具备防孤岛保护，在并网运行模式下，储能变流器应具备快速检测孤岛且立即断开与电网连接的功能，防孤岛保护动作时间不大于2s，且防孤岛保护还应与电网侧线路保护相配合。
PCS交流侧实时检测电网的电压频率，当电网断电后，PCS会保护停机，报欠压欠频故障，从而停止工作输出，防止反送电到电网。
实施例2
如图1和3所示，本实施例系一种具备防逆流和备用电源功能的储能集装箱的储能系统，包括现有储能集装箱内的储能系统，储能系统内在储能与负载的并网关口处增加第一电表，在所有负载汇总点增加第二电表，采用通讯线将所有电表均接入储能集装箱内的EMS，进行功率实时传送，将PCS也采用通讯线接入储能集装箱内的EMS；储能系统内设置功率阈值，调整PCS功率，使得PCS功率与负载功率之和大于并网关口处功率；在储能系统内的储能母线上并联一个备用PCS并增加一个用来保护储能集装箱内重要负载的双电源切换开关，备用PCS功率为30kW。双电源切换开关内的S1开关接到市电上，双电源切换开关内的S2开关接到储能母线上备用PCS上，所述储能系统内其他负载均直接连接到市电上，重要负载单独引线接到双电源切换开关；所述双电源切换开关，正常情况S2开关处于常开状态，重要负载由市电供电。
本实施例系统，储能母线上并联一个小的PCS模块，在失电时保所接入的负荷（养殖泵，1kW）几万块，改造相对独立，周期相对方案1较短；正常运行时，1kW重要负载和其他负载都由市电供电，30kW PCS处于离网待机状态；当市电断电时，双电源切换开关自动跳到S2上，由30kW PCS给重要负载供电。
本方案需要新增双电源切换开关，将1kW重要负载单独引线出来，接入到集装箱内的双电源切换开关上。具体接线距离根据项目现场情况确定。
如图1所示，本实施例的储能集装箱内的储能系统内，如果负载功率远大于储能PCS功率，则可以考虑不设置防逆流功能；如果负载功率与PCS功率接近或波动较大时，则需要设置防逆流功能。
本实施例在储能集装箱的项目应用现场有养鱼设备，该项目中，可以通过分析客户逐时负载曲线（需业主提供用电信息或者提供网上国王app账号），进行分析判断。了解变压器一次电气图，选择电表接入点，然后将通讯线引入储能系统的EMS柜内，通过EMS策略实现负荷跟随和防逆流。
要实现防逆流功能，需要在现有基础上增加智能电表；具体为：储能系统内在储能与负载的并网关口处增加第一电表，为电表1；在所有负载汇总点增加第二电表，为电表2；采用通讯线将所有电表均接入储能集装箱内的EMS，进行功率实时传送，将PCS也采用通讯线接入储能集装箱内的EMS；储能系统内设置功率阈值，调整PCS功率，使得PCS功率与负载功率之和大于并网关口处功率； 通过通讯方式把功率实时传送给EMS，设置防逆流策略即可实现防逆流功能。
如图1所示，（1）并网运行时：PCS功率为100KW，EMS实时采集PCS功率和并网关口总功率，根据负载实时运行功率调整PCS输出功率，从而控制储能系统输出对应功率，防止向电网倒送电。
策略如下：
P1、P2、P3向下流为正，向上为负；
P1=P2+P3；
P3＞0，表示储能在充电；P3＜0，表示储能在放电；
当P1＞0，则说明电网能量正向流动，无逆流；
当P1＜0，则说明电网能量负向流动，即功率倒送，需要调整PCS放电功率，使P2+P3＞0；
为了更精确保证储能功率不倒送，可以设置一个阈值，调整PCS功率，使P2+P3＞10kW。
（2）离网时
当电网突然断电，PCS会自动跳闸，不会出现功率倒送；
根据国标GBT 34120-2017 电化学储能系统储能变流器技术规范，PCS需具备防孤岛保护，在并网运行模式下，储能变流器应具备快速检测孤岛且立即断开与电网连接的功能，防孤岛保护动作时间不大于2s，且防孤岛保护还应与电网侧线路保护相配合。
PCS交流侧实时检测电网的电压频率，当电网断电后，PCS会保护停机，报欠压欠频故障，从而停止工作输出，防止反送电到电网。
实施例3
如图1和4所示，本实施例系一种具备防逆流和备用电源功能的储能集装箱的储能系统，包括现有储能集装箱内的储能系统，储能系统内在储能与负载的并网关口处增加第一电表，在所有负载汇总点增加第二电表，采用通讯线将所有电表均接入储能集装箱内的EMS，进行功率实时传送，将PCS也采用通讯线接入储能集装箱内的EMS；储能系统内设置功率阈值，调整PCS功率，使得PCS功率与负载功率之和大于并网关口处功率；在储能系统内的储能母线上增加DC/DC电源模块和DC/AC逆变模块，并增加一个用来保护储能集装箱内重要负载的双电源切换开关，双电源切换开关内的S1开关接到市电上，双电源切换开关内的S2开关接到储能母线上的DC/AC逆变模块上；所述储能系统内其他负载均直接连接到市电上，重要负载单独引线接到双电源切换开关；所述双电源切换开关，正常情况S2开关处于常开状态，重要负载由市电供电。
如图4所示，本实施例系统，储能母线上加DC/DC电源模块+DC/AC逆变模块+接触器切换（可实现不停电），功率匹配度高，造价低，不影响原系统，改造周期很短。
如图1所示，本实施例的储能集装箱内的储能系统内，如果负载功率远大于储能PCS功率，则可以考虑不设置防逆流功能；如果负载功率与PCS功率接近或波动较大时，则需要设置防逆流功能。
本实施例在储能集装箱的项目应用现场有养鱼设备，该项目中，可以通过分析客户逐时负载曲线（需业主提供用电信息或者提供网上国王app账号），进行分析判断。了解变压器一次电气图，选择电表接入点，然后将通讯线引入储能系统的EMS柜内，通过EMS策略实现负荷跟随和防逆流。
要实现防逆流功能，需要在现有基础上增加智能电表；具体为：储能系统内在储能与负载的并网关口处增加第一电表，为电表1；在所有负载汇总点增加第二电表，为电表2；采用通讯线将所有电表均接入储能集装箱内的EMS，进行功率实时传送，将PCS也采用通讯线接入储能集装箱内的EMS；储能系统内设置功率阈值，调整PCS功率，使得PCS功率与负载功率之和大于并网关口处功率； 通过通讯方式把功率实时传送给EMS，设置防逆流策略即可实现防逆流功能。
如图1所示，（1）并网运行时：PCS功率为100KW，EMS实时采集PCS功率和并网关口总功率，根据负载实时运行功率调整PCS输出功率，从而控制储能系统输出对应功率，防止向电网倒送电。
策略如下：
P1、P2、P3向下流为正，向上为负；
P1=P2+P3；
P3＞0，表示储能在充电；P3＜0，表示储能在放电；
当P1＞0，则说明电网能量正向流动，无逆流；
当P1＜0，则说明电网能量负向流动，即功率倒送，需要调整PCS放电功率，使P2+P3＞0；
为了更精确保证储能功率不倒送，可以设置一个阈值，调整PCS功率，使P2+P3＞10kW。
（2）离网时
当电网突然断电，PCS会自动跳闸，不会出现功率倒送；
根据国标GBT 34120-2017 电化学储能系统储能变流器技术规范，PCS需具备防孤岛保护，在并网运行模式下，储能变流器应具备快速检测孤岛且立即断开与电网连接的功能，防孤岛保护动作时间不大于2s，且防孤岛保护还应与电网侧线路保护相配合。
PCS交流侧实时检测电网的电压频率，当电网断电后，PCS会保护停机，报欠压欠频故障，从而停止工作输出，防止反送电到电网。
本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (5)

1.一种具备防逆流和备用电源功能的储能集装箱的储能系统，包括现有储能集装箱内的储能系统，其特征在于，储能系统内在储能与负载的并网关口处增加第一电表，在所有负载汇总点增加第二电表，采用通讯线将所有电表均接入储能集装箱内的EMS，进行功率实时传送，将PCS也采用通讯线接入储能集装箱内的EMS；储能系统内设置功率阈值，调整PCS功率，使得PCS功率与负载功率之和大于并网关口处功率；在储能系统内增加一个用来保护储能集装箱内重要负载的不间断电源UPS，不间断电源UPS接在PCS并网接口后端，不间断电源UPS单独配置一个电池，不间断电源UPS电源线连接重要负载给重要负载供电，重要负载单独引线接入储能集装箱内的不间断电源UPS。
2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，电池续航时长为8小时。
3.一种具备防逆流和备用电源功能的储能集装箱的储能系统，包括现有储能集装箱内的储能系统，其特征在于，储能系统内在储能与负载的并网关口处增加第一电表，在所有负载汇总点增加第二电表，采用通讯线将所有电表均接入储能集装箱内的EMS，进行功率实时传送，将PCS也采用通讯线接入储能集装箱内的EMS；储能系统内设置功率阈值，调整PCS功率，使得PCS功率与负载功率之和大于并网关口处功率；在储能系统内的储能母线上并联一个备用PCS并增加一个用来保护储能集装箱内重要负载的双电源切换开关，双电源切换开关内的S1开关接到市电上，双电源切换开关内的S2开关接到储能母线上备用PCS上，所述储能系统内其他负载均直接连接到市电上，重要负载单独引线接到双电源切换开关；所述双电源切换开关，正常情况S2开关处于常开状态，重要负载由市电供电。
4.根据权利要求3所述的储能系统，其特征在于，所述备用PCS功率为30kW。
5.一种具备防逆流和备用电源功能的储能集装箱的储能系统，包括现有储能集装箱内的储能系统，其特征在于，储能系统内在储能与负载的并网关口处增加第一电表，在所有负载汇总点增加第二电表，采用通讯线将所有电表均接入储能集装箱内的EMS，进行功率实时传送，将PCS也采用通讯线接入储能集装箱内的EMS；储能系统内设置功率阈值，调整PCS功率，使得PCS功率与负载功率之和大于并网关口处功率；在储能系统内的储能母线上增加DC/DC电源模块和DC/AC逆变模块，并增加一个用来保护储能集装箱内重要负载的双电源切换开关，双电源切换开关内的S1开关接到市电上，双电源切换开关内的S2开关接到储能母线上的DC/AC逆变模块上；所述储能系统内其他负载均直接连接到市电上，重要负载单独引线接到双电源切换开关；所述双电源切换开关，正常情况S2开关处于常开状态，重要负载由市电供电。
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CN116865346B (zh) * 2023-09-04 2024-01-30 西安千帆翼数字能源技术有限公司 储能逆变器并离网切换方法、系统、电子设备和存储介质

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