CN222366081U - 储能设备、储能系统及供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开储能设备储能系统及供电系统，储能设备包括设备箱体，设置于设备箱体中的液冷水机、配电单元、高压箱、储能变流器以及若干电池单元，若干电池单元单列堆叠设置，配电单元、高压箱设置在整列电池单元上方，液冷水机设置于设备箱体内部的最顶部，液冷水机、配电单元、高压箱以及储能变流器在水平面内的投影均位于电池单元在水平面内的投影范围内。通过将液冷水机、配电单元高压箱以及储能变流器等设备在水平面内的投影设置于电池单元在水平面内的投影范围内，可以使得储能设备占地面积接近于电池单元的占地面积，从而减少储能设备整体的占地面积，同时堆叠设置可以充分利用高度空间，优化了空间使用。

Description

储能设备、储能系统及供电系统

技术领域

本申请涉及电力设施领域，尤其涉及一种储能设备、储能系统及供电系统。

背景技术

储能系统是实现电力系统灵活调节、提高电力可靠性的重要手段。分布式储能系统具有灵活部署、规模小、经济性好等优点，在电力系统中得到了广泛应用。

现有技术中，分布式储能柜体通常采用分侧设置的方式，即将液冷水机、配电单元、PCS等辅助单元设置在一侧，电池及控制、消防单元设置在另一侧。这种布局方式导致整机占地面积大，不利于空间利用。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于：提供一种储能设备、储能系统及供电系统，其能够解决现有技术中存在的上述问题。

为达上述目的，本申请采用以下技术方案：

一方面，提供一种储能设备，包括设备箱体，设置于所述设备箱体中的液冷水机、配电单元、高压箱、储能变流器以及若干电池单元，若干所述电池单元单列堆叠设置，所述配电单元、所述高压箱设置在整列所述电池单元上方，所述液冷水机设置于所述设备箱体内部的最顶部，所述液冷水机、所述配电单元、所述高压箱以及所述储能变流器在水平面内的投影均位于所述电池单元在水平面内的投影范围内。

本方案中仅电池单元的占地面积影响储能设备的占地面积，在相同容量及功能的储能设备中，减少了占地面积的使用，充分利用的高度空间，使得空间利用更合理。

可选地，所述高压箱与所述电池单元电连接，所述储能变流器通过所述配电单元与所述电池单元电连接。

可选地，所述配电单元及所述高压箱于所述电池单元上方堆叠设置，所述配电单元临近所述电池单元，所述高压箱位于所述配电单元上方。

通过合理的设置配电单元的高度位置，使得操作者能够方便的对配电单元进行操作，而无需采用梯子等设备辅助，提高了操作的便利性，同时降低了安全风险。

可选地，所述配电单元及所述高压箱于所述电池单元上方堆叠设置，所述高压箱临近所述电池单元，所述配电单元位于所述高压箱的上方。

将高压箱直接临近电池单元的设置在电池单元上方，并通过线缆直接连接高压箱与电池单元，可以减少线材的使用长度，线缆长度的减少可以减少电能传输过程中的损耗，提高系统效率。

可选地，所述储能变流器与所述配电单元并排的设置在所述电池单元的上方。

将储能变流器与配电单元并排设置，使得两者的占用面积总和与电池单元所占面积相接近，从而进一步实现空间的优化利用。

可选地，所述设备箱体内侧设置有保护壳体，所述保护壳体与所述设备箱体之间形成容纳空间，所述液冷水机与所述电池单元连接的水管以及所述配电单元与所述电池单元之间连接的线缆均穿设在所述容纳空间中。

保护壳体一方面可以对水管及线缆形成保护，避免水管及线缆容易被触碰导致损坏，另一方面还可以将水管及线缆隐藏，使得开启箱盖后的内部结构美观。

可选地，所述保护壳体包括第一连接部以及第二连接部，所述第一连接部通过卡扣与所述设备箱体卡接，所述第二连接部通过螺纹连接件与所述设备箱体固定连接。

可选地，所述保护壳体上设置有若干过孔，所述水管及所述线缆通过所述过孔进入所述容纳空间，或，通过所述过孔由所述容纳空间伸出。

另一方面，提供一种储能系统，包括控制系统及储能设备，所述储能设备为如上所述的储能设备。

再一方面，提供一种供电系统，具有如上所述的储能系统。

本申请的有益效果为：本方案中通过将液冷水机、配电单元高压箱以及储能变流器等设备设置为其在水平面内的投影位于电池单元在水平面内的投影范围内，可以使得储能设备占地面积接近于电池单元的占地面积，从而减少储能设备整体的占地面积，同时堆叠设置可以充分利用高度空间，优化了空间使用。

附图说明

下面根据附图和实施例对本申请作进一步详细说明。

图1为本申请实施例所述的储能设备的整体结构示意图；

图2为本申请实施例所述的储能设备内部器件布局示意图；

图3为本申请实施例所述的储能设备内部结构一视角立体剖视示意图；

图4为图3中I处局部放大图；

图5为本申请实施例所述储能设备内部结构另一视角立体剖视示意图；

图6为图5中II处局部放大图；

图7为本申请实施例所述顶部壳体立体结构示意图；

图8为图7中III处放大图；

图9为本申请实施例所述侧部壳体立体结构示意图；

图10为图9中IV处放大图；

图11为图5中V处放大图；

图12为本申请实施例所述设备箱体截面图；

图13为图12中VI处放大图。

图中：

100、设备箱体；101、支撑隔板；102、顶部壳体；103、侧部壳体；104、第一连接部；105、第二连接部；106、内立柱；107、外立柱；108、内侧横梁；109、外侧横梁；110、L型卡扣；111、卡口；112、L型卡槽；113、螺钉；114、过孔；115、箱体背板；116、过渡部；200、液冷水机；300、配电单元；400、高压箱；500、储能变流器；600、电池单元；700、水管；800、线缆。

具体实施方式

为使本申请解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面对本申请实施例的技术方案作进一步的详细描述，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，本领域技术人员在没有做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。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

储能设备、储能系统以及供电系统之间存在着密切的联系。

储能设备是储能系统的基础，是实现储能功能的关键。储能设备根据能量的储存和转化形式，可分为物理储能和化学储能。物理储能主要包括抽水储能、重力储能、压缩空气储能及飞轮储能等；化学储能主要包括锂离子电池、钠离子电池、液流电池、铅酸电池等。

储能系统是将储能设备、控制系统、能量转换系统等组合而成的整体。储能系统可以根据应用场景的不同，分为集中式储能系统和分布式储能系统。集中式储能系统通常用于电网层面，具有容量大、调节能力强等特点；分布式储能系统通常用于用户侧或微电网，具有灵活性高、经济性好等特点。

供电系统是指为用户提供电能的电力系统。供电系统由发电、输电、配电、用电四个部分组成。储能系统可以与供电系统的各个部分进行互联，发挥不同的作用。

具体来说，储能系统可以为供电系统提供以下功能：

削峰填谷：储能系统可以将电网的尖峰负荷转移到平峰时段，从而平滑电网负荷曲线，提高电网的利用率。

调频调相：储能系统可以通过充放电来调节电网的频率和相位，从而维持电网的稳定运行。

应急储备：储能系统可以为电网提供应急储备电能，在电网发生故障时，为用户提供不间断供电。

可再生能源消纳：储能系统可以与可再生能源发电系统配合使用，提高可再生能源发电的稳定性和利用率。

储能系统是实现电力系统灵活调节、提高电力可靠性的重要手段。分布式储能系统具有灵活部署、规模小、经济性好等优点，在电力系统中得到了广泛应用。

现有技术中，分布式储能设备通常采用分侧设置的方式，即将液冷水机、配电单元、PCS等辅助单元设置在一侧，电池及控制、消防单元设置在另一侧。这种布局方式由于分两部分占用地面空间导致整机占地面积大，不利于空间利用。

基于上述问题，如图1-13所示，本申请提供一种储能设备，包括设备箱体100，设置于所述设备箱体100中的液冷水机200、配电单元300、高压箱400、储能变流器500以及若干电池单元600，若干所述电池单元600单列堆叠设置，所述配电单元300、所述高压箱400设置在整列所述电池单元600上方，所述液冷水机200设置于所述设备箱体100内部的最顶部，所述液冷水机200、所述配电单元300、所述高压箱400以及所述储能变流器500在水平面内的投影均位于所述电池单元600在水平面内的投影范围内。

本方案中通过将液冷水机200、配电单元300高压箱400以及储能变流器500等设备在水平面内的投影设置于电池单元600在水平面内的投影范围内，可以使得储能设备占地面积接近于电池单元600的占地面积，从而减少储能设备整体的占地面积，同时堆叠设置可以充分利用高度空间，优化了空间使用。

可以理解的是，本申请中所有所述电池单元600外形相同，所述电池单元600单列堆叠设置是指所有电池单元600在竖直方向上相重叠，所有所述电池单元600所占地面积与单个所述电池单元600的占地面积相同。因此，整列电池单元600所占地面积即为单个电池单元600的占地面积，同时，液冷水机200、配电单元300、高压箱400以及储能变流器500均在电池单元600上方，且其所在的平面范围位于所述电池单元600所在范围内。

本申请中，液冷水机200、配电单元300、高压箱400以及储能变流器500均在电池单元600上方，且其所在的平面范围位于所述电池单元600所在范围内具体是指，电池单元600位于设备箱体100内部的最底部，其在水平面内所占用的面积最大，冷水机200、配电单元300、高压箱400以及储能变流器500均位于以电池单元600所占据平面范围为底面，垂直向上所形成的柱状空间内。

需要指出的是，本申请中所述的电池单元600单列堆叠设置是指电池单元600的相对方位在竖直方向重合，而并不是指上下两相邻的电池单元600之间相互接触，在本实施例中，相邻所述电池单元600之间通过所述设备箱体100内的支撑隔板101相互间隔设置，支撑隔板101呈空心结构，具有隔板进水口以及隔板出水口，支撑隔板101与液冷水机200通过管路相连，通过水路循环能够将支撑隔板101所吸收的热量带走，其所支撑的电池单元600与相应的支撑隔板101接触，支撑隔板101可以起到对电池单元600进行散热的作用。

参照图1-2所示，本实施例中所述高压箱400与所述电池单元600电连接，所述储能变流器500通过所述配电单元300与所述电池单元600电连接。

高压箱400是储能系统中的重要组成部分，负责将电池单元600的直流电转换为交流电或逆变为直流电。高压箱400通常采用高压直流变换技术，以提高系统的效率和安全性。

配电单元300负责将储能系统的直流电分配给不同的负载，包括电网、电动汽车、光伏发电系统等。配电单元300通常采用高压直流配电技术，以提高系统的效率和安全性。

储能变流器500(PCS)负责将储能系统的直流电转换为交流电，或将交流电转换为直流电。储能变流器500通常采用双向变流技术，以满足储能系统的不同需求。

电池单元600是储能系统的核心组成部分，负责储存电能。电池单元600通常采用锂离子电池、铅酸电池等类型。

可以理解的是，上述高压箱400与电池单元600电连接，储能变流器500通过配电单元300与电池单元600电连接并不作为对本申请的限制，在其他实施例中，还可以采用高压箱400通过配电单元300与电池单元600电连接的方案，因为配电单元300可以对电能的传输进行保护，这种连接方式可以提高系统的安全性。

进一步的，参照图2所示，本实施例中所述配电单元300及所述高压箱400于所述电池单元600上方堆叠设置，所述配电单元300临近所述电池单元600，所述高压箱400位于所述配电单元300上方。

通过将配电单元300临近电池单元600设置，使得配电单元300的高度位置处于储能设备的中上部，人员操作更容易。

需要指出的是，上述配电单元300临近电池单元600设置并不作为对本申请的限制，所述配电单元300及所述高压箱400于所述电池单元600上方堆叠设置，所述高压箱400临近所述电池单元600，所述配电单元300位于所述高压箱400的上方。将高压箱400直接临近电池单元600的设置在电池单元600上方，并通过线缆800直接连接高压箱400与电池单元600，可以减少线材的使用长度，线缆800长度的减少可以减少电能传输过程中的损耗，提高系统效率。

继续参照图2所示，本实施例中所述储能变流器500与所述配电单元300并排的设置在所述电池单元600的上方。由于电池单元600通常具有较大的体积，配电单元300、储能变流器500以及高压箱400的体积并不与电池单元600完全匹配，本申请中通过将储能变流器500与配电单元300并排设置，使得两者的占用面积总和与电池单元600所占面积相接近，从而进一步实现空间的优化利用。

进一步的，参照图3-10所示，所述设备箱体100内侧设置有保护壳体，所述保护壳体与所述设备箱体100之间形成容纳空间，所述液冷水机200与所述电池单元600连接的水管700以及所述配电单元300与所述电池单元600之间连接的线缆800均穿设在所述容纳空间中。

保护壳体一方面可以对水管700及线缆800形成保护，避免水管700及线缆800容易被触碰导致损坏，另一方面还可以将水管700及线缆800隐藏，使得开启箱盖后的内部结构美观。

具体的，参照图3-6所示，所述保护壳体包括第一连接部104以及第二连接部105，所述第一连接部104通过卡扣与所述设备箱体100卡接，所述第二连接部105通过螺纹连接件与所述设备箱体100固定连接。

本实施例中，所述保护壳体至少包括顶部壳体102以及侧部壳体103，顶部壳体102于设备箱体100顶部沿水平方向设置(图2中X方向)，侧部壳体103于设备箱体100侧壁沿竖直方向设置(图2中Z方向)。

继续参照图3-6、12-13所示，所述设备箱体100包括相互平行设置的外立柱107以及内立柱106，外立柱107及内立柱106在X方向依次设置，在设备箱体100的前后方向上，外立柱107、内立柱106以及箱体背板115依次设置，内立柱106与箱体背板115之间形成用于安装电池单元600、冷水机、配电单元300、高压箱400、储能变流器500的器件安装空间，内立柱106与外立柱107之间形成用于布置管路以及线缆800的管线布置空间，所述侧部壳体103设置在所述内立柱106与所述外立柱107之间，其第一连接部104与所述内立柱106卡接，第二连接部105与所述外立柱107通过螺纹连接件连接。

可以理解的是，本申请中，所述外立柱107为所述设备箱体100的侧板的一部分，其由所述设备箱体100的侧板弯折形成。

具体的，参照图5-6、9-10所示，所述侧部壳体103的第一连接部104与所述第二连接部105之间相互垂直呈L型，在第一连接部104与所述第二连接部105之间具有倾斜的过渡部116，通过设置过渡部116，使得在侧部壳体103朝向外立柱107的一侧与外立柱107齐平，而其朝向内立柱106的一侧与内立柱106齐平，外立柱107与内立柱106之间错开设置，在不减小设备箱体100的整体开口大小的同时增加了容纳空间的尺寸，使得管路、线缆800均可以穿设在容纳空间中。

所述第一连接部104上设置有L型卡扣110，所述内立柱106上设置有与所述L型卡扣110对应的设置有卡口111，所述第二连接部105上设置有L型卡槽112，所述外立柱107上与所述L型卡槽112对应的设置有螺纹孔。

在组装过程中首先将L型卡扣110对准卡口111插入到内立柱106中，侧部壳体103在重力的作用下下落使得L型卡扣110卡接在卡口111处，再通过螺钉113穿过螺纹孔锁紧在L型卡槽112上从而实现侧部壳体103的安装固定。

本申请中，顶部壳体102与侧部壳体103的安装结构类似，所述设备箱体100包括相互平行的内侧横梁108以及外侧横梁109，所述内侧横梁108与所述内立柱106对齐，所述外侧横梁109与所述外立柱107对齐，内侧横梁108与外侧横梁109之间形成用于布置管路以及线缆800的管线布置空间，所述顶部壳体102设置在所述内侧横梁108与所述外侧横梁109之间，其第一连接部104与所述内侧横梁108卡接，第二连接部105与所述外侧横梁109通过螺纹连接件连接。

可以理解的是，本申请中所述外侧横梁109为所述设备箱体100的顶板的一部分，其由所述设备箱体100的顶板弯折形成。

参照图3-4、7-8所示，所述顶部壳体102的第一连接部104与所述第二连接部105之间相互平行，第一连接部104与第二连接部105之间通过保护盖板连接，在第一连接部104上设置有L型卡扣110，所述内侧横梁108上与所述L型卡扣110对应的设置有卡口111，所述第二连接部105上设置有L型卡槽112，所述外侧横梁109上与所述L型卡槽112对应的设置有螺纹孔。

在组装过程中，首先将顶部壳体102的L型卡扣110对准卡口111插入到内侧横梁108中，之后水平移动顶部壳体102，使得L型卡扣110悬挂在内侧横梁108中，之后通过螺钉113穿过外侧横梁109上的螺纹孔锁紧在L型卡槽112上，从而实现顶部壳体102的安装固定。

参照图9、图11所示，所述保护壳体上设置有若干过孔114，所述水管700及所述线缆800通过所述过孔114进入所述容纳空间，或，通过所述过孔114由所述容纳空间伸出。所述过孔114处设置有保护套，保护套包裹过孔114的开口以防止水管700及线缆800被金属材质的保护壳体割裂损坏导致漏水、漏电的情况发生。

同时，本申请还提供一种储能系统，包括控制系统及储能设备，所述储能设备为如上所述的储能设备。

当在储能系统中采用上述储能设备，其可以使得储能系统的占地面积减小，实现空间的合理利用，提高相同占地面积下储能系统的容量。

同时，本实施例还提供一种供电系统，具有如上所述的储能系统。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本申请的技术原理。这些描述只是为了解释本申请的原理，而不能以任何方式解释为对本申请保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本申请的其它具体实施方式，这些方式都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种储能设备，其特征在于，包括设备箱体(100)，设置于所述设备箱体(100)中的液冷水机(200)、配电单元(300)、高压箱(400)、储能变流器(500)以及若干电池单元(600)，若干所述电池单元(600)单列堆叠设置，所述配电单元(300)、所述高压箱(400)设置在整列所述电池单元(600)上方，所述液冷水机(200)设置于所述设备箱体(100)内部的最顶部，所述液冷水机(200)、所述配电单元(300)、所述高压箱(400)以及所述储能变流器(500)在水平面内的投影均位于所述电池单元(600)在水平面内的投影范围内。

2.根据权利要求1所述的储能设备，其特征在于，所述高压箱(400)与所述电池单元(600)电连接，所述储能变流器(500)通过所述配电单元(300)与所述电池单元(600)电连接。

3.根据权利要求1所述的储能设备，其特征在于，所述配电单元(300)及所述高压箱(400)于所述电池单元(600)上方堆叠设置，所述配电单元(300)临近所述电池单元(600)，所述高压箱(400)位于所述配电单元(300)上方。

4.根据权利要求1所述的储能设备，其特征在于，所述配电单元(300)及所述高压箱(400)于所述电池单元(600)上方堆叠设置，所述高压箱(400)临近所述电池单元(600)，所述配电单元(300)位于所述高压箱(400)的上方。

5.根据权利要求3所述的储能设备，其特征在于，所述储能变流器(500)与所述配电单元(300)并排的设置在所述电池单元(600)的上方。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的储能设备，其特征在于，所述设备箱体(100)内侧设置有保护壳体，所述保护壳体与所述设备箱体(100)之间形成容纳空间，所述液冷水机(200)与所述电池单元(600)连接的水管(700)以及所述配电单元(300)与所述电池单元(600)之间连接的线缆(800)均穿设在所述容纳空间中。

7.根据权利要求6所述的储能设备，其特征在于，所述保护壳体包括第一连接部(104)以及第二连接部(105)，所述第一连接部(104)通过卡扣与所述设备箱体(100)卡接，所述第二连接部(105)通过螺纹连接件与所述设备箱体(100)固定连接。

8.根据权利要求6所述的储能设备，其特征在于，所述保护壳体上设置有若干过孔(114)，所述水管(700)及所述线缆(800)通过所述过孔(114)进入所述容纳空间，或，通过所述过孔(114)由所述容纳空间伸出。

9.一种储能系统，其特征在于，包括控制系统及储能设备，所述储能设备为权利要求1-8中任一项所述的储能设备。

10.一种供电系统，其特征在于，具有权利要求9所述的储能系统。