CN220122400U - 一种电力储能户外柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分布式电力储能户外柜，包括柜体，柜体内设有直流舱室和交流舱室；所述直流舱室设有多列电池簇，每列电池簇均设置多个电池箱安装位；直流舱室内还设有散热组件安装位；所述交流舱室，主要有储能双向变流器(PCS)、隔离变压器与进线断路器、本地能量管理系统、备用电源(UPS)与辅助电源，预留并离网切换位(STS)，柜体表面安装有人机交互显示屏和变压器排风扇。本实用新型实现了对小容量和大容量储能电站的全覆盖，适用于工商业用户侧、新能源侧、独立共享储能等多种应用场景，实现一种高电压、大容量、高效率、高安全、长寿命、高能量密度的储能系统。

Description

一种电力储能户外柜

技术领域

本实用新型涉及电力储能设备制造领域，特别涉及一种分布式电力储能户外柜。

背景技术

目前，我国大部分省市工业用电大户均已实施峰谷电价机制，峰谷电价的大力推行为储能套利提供可观空间，鼓励用户分时计划用电，从而有利于电力公司均衡供应电力，降低生产成本，并避免发电机组频繁启停，保证电力系统的安全于稳定。用户可以在电价较低的谷期利用电化学储能装置存储电能，在用电高峰期使用存储好的电能，避免直接使用高价电能，降低用电成本，实现套利。当前用户侧的储能电站建设多数采用集装箱的模式，集装箱内集成有电池簇、PCS等设备，根据不同的项目需求匹配相应的集装箱设计，标准化程度较低。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述的技术问题，而提供一种分布式电力储能户外柜。

本实用新型是按照以下技术方案实现的：一种分布式电力储能户外柜，包括柜体，柜体内设有直流舱室和交流舱室；所述直流舱室设有多列电池簇，每列电池簇均设置多个电池箱安装位；直流舱室内还设有散热组件安装位；所述交流舱室，主要有储能双向变流器(PCS)、隔离变压器与进线断路器、本地能量管理系统、备用电源(UPS)与辅助电源，预留并离网切换位(STS)，柜体表面安装有人机交互显示屏和变压器排风扇。

进一步的，所述电池箱安装位上安装有风冷式电池箱或液冷式电池箱，所述散热组件安装位上设有与电池箱类型相对应的风冷散热器或液冷散热器。

进一步的，直流舱室电池簇配置有工业空调、风道组件；风道组件主要包括集束送风风道、导向送风风道、顶部送风风道、变截面均温支分道；集束送风风道一端接空调送风口，另一端与导向送风风道、顶部送风风道串联，顶部送风风道连接电池簇均温支分道；导向送风风道采用导向收口设计，顶部送风风道与电池簇均温支分道均采用变截面设计，提升出风口风量均匀性能。

进一步的，所述直流舱室设有消防灭火模块，该模块为气体式灭火或粉末式灭火模块，具有温度探测、烟雾探测、可燃气体探测及灭火功能。

进一步的，所述风冷式电池箱内包含多个电芯及其串联导电排，风冷式电池箱前端包括直流风扇和电池管理单元、风冷式电池箱之间串联线束、高压电气开关盒。

进一步的，所述液冷式电池箱内包含多个电芯及其串联导电排，液冷式电池箱前端包括进出水嘴、电池管理单元、维修开关，液冷式电池箱之间串联线束、液冷管路、高压电气开关盒。

进一步的，所述交流舱室中设有储能双向变流器、隔离变压器、进线断路器、本地能量管理系统、备用电源、辅助电源，并预留并离网切换装置安装位。

本实用新型具有以下有益效果。

本实用新型的电力储能户外柜，交流侧与直流侧组件高度集成，通过多台户外柜并联构成具备簇控能力的规模化储能系统。采用分布式热管理设计并配合变截面式送风风道，达到最佳控温能力。采用独立的模块化探测与灭火设计，减小防区面积，提升响应速度，降低事故等级。具备就地化能量管理、并网、离网运行能力，实现对小容量和大容量储能电站的全覆盖，适用于工商业用户侧、新能源侧、独立共享储能等多种应用场景。采用行业领先的大容量磷酸铁锂方壳电芯，构建1并多串的电芯成组形式使直流侧电压最高可达1500V，多台电池箱串联后单柜存储能量一般为100kWh～400kWh，直流侧充放电能量效率可达95％以上，实现一种高电压、大容量、高效率、高安全、长寿命、高能量密度的储能系统。

附图说明

图1是本实用新型中柜体外部的主视图；

图2是本实用新型中柜体外部的后视图；

图3是本实用新型中柜体内部的主视图；

图4是本实用新型中柜体内部的后视图；

图5是本实用新型中风道组件结构示意图；

图6是本实用新型中电力储能户外柜电气主回路示意图。

其中，10.柜体；20.电池箱；30.高压电气开关盒；40.线束；50.辅助用电总开关；60.进线断路器；70.储能双向变流器；80.备用电源；90.本地能量管理系统；100.辅助配电组件；110.人机交互显示屏；120.工业空调；130.变压器排风扇；140.隔离变压器；150.风道组件；151.集束送风风道；152.导向送风风道；153.顶部送风风道；154.变截面均温支分道；160.消防灭火模块。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细的说明。

如图1～6所示，一种电力储能户外柜，包括柜体10，柜体10内设有直流舱室和交流舱室；所述直流舱室设有多列电池簇，每列电池簇均设置多个电池箱20安装位；直流舱室内还设有散热组件安装位；柜体10表面安装有人机交互显示屏110和变压器排风扇130。

所述电池箱20安装位上安装有风冷式电池箱20或液冷式电池箱20，所述散热组件安装位上设有与电池箱20类型相对应的风冷散热器或液冷散热器。

直流舱室电池簇配置有工业空调120、风道组件150；风道组件主要包括集束送风风道151、导向送风风道152、顶部送风风道153、变截面均温支分道154；集束送风风道151一端接空调送风口，另一端与导向送风风道152、顶部送风风道153串联，顶部送风风道153连接电池簇均温支分道154；导向送风风道152采用导向收口设计，顶部送风风道153与电池簇均温支分道154均采用变截面设计。通过该几个部件的有效密封连接构成电池簇送风风道系统。利用电池簇送风风道把工业空调120的风量送入电池箱20内电池模组两侧，进而通过电池箱20内支风道进入电池箱面板两侧风扇，通过风扇向外排出电芯散发的热量，风扇排出的热量又进入工业空调120回风口，最终形成完整的散热循环回路。需要特别说明的是：导向送风风道152采用导向收口设计，改善空调离心风机送出风量的气流轨迹；顶部送风风道153与电池簇均温支分道154采用变截面设计，改善气流轨迹并均匀风速，提升电池簇均温支分道154各个出风口风量一致性。

所述直流舱室设有消防灭火模块，该模块为气体式灭火或粉末式灭火模块，具有温度探测、烟雾探测、可燃气体探测及灭火功能。优选的，灭火模块包括ZETC0005A型号复合探测器和QRR0.01G/S型号热气溶胶模块。消防灭火模块按防区保护策略与方法防护电池箱20及内部锂电池，避免发生热失控、火灾等安全事故。

所述风冷式电池箱内包含多个电芯及其串联导电排，风冷式电池箱前端包括直流风扇和电池管理单元、风冷式电池箱之间串联线束40、高压电气开关盒30。线束40包括导电排线束和通讯电源线束。

所述液冷式电池箱内包含多个电芯及其串联导电排，液冷式电池箱前端包括进出水嘴、电池管理单元、维修开关，液冷式电池箱之间串联线束40、液冷管路、高压电气开关盒30。

电池箱20可任意安装于直流舱室电池簇插箱预留位置，高压电气开关盒30安装于直流舱室电池簇右下角或其它合适位置。电池箱20总正、总负连接器安装在电池箱前面板的中部，通过线束40把所有电池箱串联连接，形成高压电池系统回路。高压电气开关盒30内置电池簇管理单元、直流断路器、接触器、熔断器等部件，可实现电池簇电气保护、数据传输、热管理等功能。

所述交流舱室中设有储能双向变流器70、隔离变压器140、进线断路器60、本地能量管理系统90、备用电源80、辅助配电组件100，并预留并离网切换装置安装位。本地能量管理系统90对本户外柜设备进行数据采集处理，实现控制操作、防误闭锁、设备状态监控等功能。

优选的，储能双向变流器70功率一般为50kW、100kW、200kW，通过多台户外柜并联构成具备簇控能力的规模化储能系统。

优选的，隔离变压器140容量一般为50kVA/100kVA/200kVA，输入输出电压400V，联结组别为Dyn11，具备1.1倍过载能力。进线断路器60一般为200A/250A/330A/400A规格，3级或4级板前接线。

进线断路器60出线侧连接隔离变压器140副边，隔离变压器140原边连接储能双向变流器70交流侧接口，储能双向变流器70的直流侧接口连接电池簇高压电气开关盒30的高压输出接口，构成完整的一次主回路。辅助用电通过进线断路器60进线侧取电，并与辅助配电组件100、备用电源80等构成辅助用电回路，辅助配电组件主要为照明、空调、消防、风扇、EMS、BMS显控与高压箱供电开关。

人机交互显示屏110作为操作人员与本地能量管理系统90之间的交互接口，可同步开展BMS信息、PCS信息、EMS信息、空调与消防信息的交互操作，实现就地化人机体验与信息远程传送。

优选的，本地能量管理系统的硬件是以AM335x系列芯片为主控制器的嵌入式系统，该系统与人机接口显示屏通过LAN接口通讯，与消防、电子计量表通过RS485通讯连接，消防通过信号干接点传递。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (7)

1.一种电力储能户外柜，其特征在于，包括柜体(10)，柜体(10)内设有直流舱室和交流舱室；所述直流舱室设有多列电池簇，每列电池簇均设置多个电池箱(20)安装位；直流舱室内还设有散热组件安装位；柜体(10)表面安装有人机交互显示屏(110)和变压器排风扇(130)。

2.根据权利要求1所述的一种电力储能户外柜，其特征在于，所述电池箱(20)安装位上安装有风冷式电池箱(20)或液冷式电池箱(20)，所述散热组件安装位上设有与电池箱(20)类型相对应的风冷散热器或液冷散热器。

3.根据权利要求1所述的一种电力储能户外柜，其特征在于，直流舱室电池簇配置有工业空调(120)、风道组件(150)；风道组件主要包括集束送风风道(151)、导向送风风道(152)、顶部送风风道(153)、变截面均温支分道(154)；集束送风风道(151)一端接空调送风口，另一端与导向送风风道(152)、顶部送风风道(153)串联，顶部送风风道(153)连接电池簇均温支分道(154)；导向送风风道(152)采用导向收口设计，顶部送风风道(153)与电池簇均温支分道(154)均采用变截面设计，提升出风口风量均匀性能。

4.根据权利要求1所述的一种电力储能户外柜，其特征在于，所述直流舱室设有消防灭火模块(160)，该模块为气体式灭火或粉末式灭火模块，具有温度探测、烟雾探测、可燃气体探测及灭火功能。

5.根据权利要求2所述的一种电力储能户外柜，其特征在于，所述风冷式电池箱内包含多个电芯及其串联导电排，风冷式电池箱前端包括直流风扇和电池管理单元、风冷式电池箱之间串联线束(40)、高压电气开关盒(30)。

6.根据权利要求2所述的一种电力储能户外柜，其特征在于，所述液冷式电池箱内包含多个电芯及其串联导电排，液冷式电池箱前端包括进出水嘴、电池管理单元、维修开关，液冷式电池箱之间串联线束(40)、液冷管路、高压电气开关盒(30)。

7.根据权利要求1所述的一种电力储能户外柜，其特征在于，所述交流舱室中设有储能双向变流器(70)、隔离变压器(140)、进线断路器(60)、本地能量管理系统(90)、备用电源(80)、辅助配电(100)，并预留并离网切换装置安装位。