应用于电力系统的移动储能设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型揭示了一种应用于电力系统的移动储能设备，包括移动装置和储能装置；所述的移动装置包括车载集装箱、用于固定集装箱的汽车底盘以及汽车车头；所述的储能装置安装在车载集装箱内，其包括电池组、电池管理系统和功率转换系统，所述的电池管理系统采集电池组状态信息并设有至于车外的传输线接口，所述的功率转换系统连接电池组并设有至于车外的电缆线接口。该储能设备移动便捷，可方便的通过汽车运送到需要使用的地方，可以作为电网调压调频、电源备用、保障输电系统稳定、负荷均衡、削峰填谷、配合新能源接入、用户能量管理等等所需要的地方。
【专利说明】应用于电力系统的移动储能设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种呈车载集装箱形式的大容量电池储能装置。
【背景技术】
[0002]长久以来，由于储能技术的不成熟，电能难以存储，所以在传统的电力系统中，发电、输电、配电、用电几乎是同时进行的，电网通过调度的手段来保证电能的实时平衡。而当今社会，在新能源大规模接入、微电网大规模发展、智能电网如火如荼规划的背景下，各种新的问题逐渐凸显，储能系统越来越成为现代电力系统中不可或缺的重要组成部分。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是实现一种具有移动功能的储能设备。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为:一种应用于电力系统的移动储能设备，包括移动装置和储能装置；
[0005]所述的移动装置包括车载集装箱、用于固定集装箱的汽车底盘以及汽车车头；
[0006]所述的储能装置安装在车载集装箱内，其包括电池组、电池管理系统和功率转换系统，所述的电池管理系统采集电池组状态信息并设有至于车外的传输线接口，所述的功率转换系统连接电池组并设有至于车外的电缆线接口。
[0007]密封的车载集装箱本体内部两侧固定有机架，中间设有检修通道，并在一端设有检修门，每侧机架有若干层，电池组分别固定在机架内，与所述的电池组连接的交流电缆和信号光纤连接至集装箱外，所述的集装箱设有通气排风口和空调，且功率转换系的交流电缆接口和电池管理系统的信号光纤的出口置于集装箱底面。
[0008]所述的电池组还配套有UPS、能量管理系统、电网保护单元与监控系统，功率转换系统位于集装箱最内部，紧贴正面内壁。
[0009]每个所述的电池组由若干电池模块串联组成，每个所述的电池模块由若干电池单体并联构成，所述的电池管理系统包括采集每个电池单体信号的电池管理模块和采集每个电池模块信号的电池管理单元。
[0010]所述的电池组的每个电池模块都配有散热风扇，且电池组之间设有散热间隙。
[0011]所述的通气排风口内设有风扇，其置于集装箱侧面上部位置；所述的集装箱内设有照明系统以及梯架装置。
[0012]所述的集装箱内设有无线通信单元，其将信号光纤输送至监控中心。
[0013]所述的电池管理系统和功率转换系统中分别设有光纤从站，并相互通过光纤连接，所述的光纤从站分别连接到能量管理系统中的光纤模块主站；电池管理系统中的主控制器、功率转换系统中的主控制器分别与各自的接口单元间以及能量管理系统主控制器与光纤模块主站间均采用EnterCAT以太网连接。
[0014]本实用新型的优点在于该储能设备移动便捷，可方便的通过汽车运送到需要使用的地方，可以作为电网调压调频、电源备用、保障输电系统稳定、负荷均衡、削峰填谷、配合新能源接入、用户能量管理等等所需要的地方。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明:
[0016]图1为集装箱内机架结构示意图。
[0017]图2为储能装置结构框图；
【具体实施方式】
[0018]下面对照附图，通过对实施例的描述，本实用新型的【具体实施方式】如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的实用新型构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0019]一种应用于电力系统的移动储能设备包括移动装置和储能装置，其中移动装置包括车载集装箱、用于固定集装箱的汽车底盘以及汽车车头；所述的储能装置安装在车载集装箱内，其设有电池组，电池组可配套有功率转换系统(CS)、UPS、电池管理系统(BMS)Jg量管理、电网保护单元、与监控系统，电池管理系统，其用于监测、评估以及保护电池运行状态的电子设备，UPS是为了保障电源异常时BMS的正常供电，二者共同位于集装箱中部紧邻电池组的位置。GPU即电网保护单元(Grid Protection unit),功能是监测储能系统与电网的耦合点处的各种问题和系统错误，如过电压、低电压、过频、低频、过电流等，一旦出现错误立即使储能系统脱离电网。GPU —般遵循SEL-547协议和IEEE1547协议。功率转换系统位于集装箱最内部，紧贴正面内壁，除功率转换系统外的其余装置均分列在集装箱两侧，中间留出一人宽的过道供工作人员通过。电池管理系统采集电池组状态信息并设有至于车外的传输线接口，功率转换系统连接电池组并设有至于车外的电缆线接口。功率转换系的交流电缆接口和电池管理系统的信号光纤的出口置于集装箱底面。从而为方便于现场安装和操作
[0020]箱式移动储能设备是将电池组固定在车载集装箱内，电池组是由大量电池模块串并联组成的，这样的设备能够具备便于长途运输的基本功能。为了便于检修，电池组均分为两部分，分列在集装箱两侧，中间留出一人宽的过道供工作人员通过。在通道一端设有检修门，设备检修门应设有防锁死功能，紧急情况时供工作人员安全离开现场。如图1所示，用车载集装箱本体内部两侧机架固定，机架具有若干层，电池组分层固定。一般来说，电池组的体积和重量在一定程度上决定了集装箱的规格，因此应尽量选择体积较小、重量较轻的电池组以便于运输，使储能系统更加灵活，移动式的优势更为突出。集装箱一般至少有2m高，为了检修高处设备需要移动梯作业，移动梯置于机架一侧，集装箱内还需设有照明系统。
[0021]由于充放电时电池组的温升较大，通常每个电池模块都配有专门的风扇进行散热，并且电池组之间设有散热间隙。同时集装箱设有通气排风口和空调，通气排风口内设有风扇，其置于集装箱侧面上部位置，从而保证空气流通。电池组配有温度传感器，温度传感器与空调连接，这样当整体或局部温度过高时，空调会自动开启，进行降温。
[0022]为使设备具有远程监控功能，集装箱内设有无线通信单元，其将信号光纤输送至监控中心，能够实现与主控的通信，向监控中心传送当前工作信息，同时接受主控的控制。这样设备固定安装后，不需要人看守，可以进行远程监控。同时为提高设备安全性，集装箱内设有烟雾传感器，该烟雾传感器与自动CO2灭火装置连接，当发现烟雾时，可以进行灭火处理，降低事故风险。此外，也可以在集装箱内应放置足量的CO2灭火瓶灭火用
[0023]储能装置还设有通信电路，其包括EMS系统中的储能系统主控制器、BMS系统中的电池组主控制器、PCS系统中的PCS主控制器，BMS系统和PCS系统中分别设有光纤从站相互通过光纤连接，并且两个光纤从站分别连接到EMS系统中的光纤模块主站；电池组主控制器、PCS主控制器分别与各自的接口单元间以及储能系统主控制器与光纤模块主站间均采用EnterCAT以太网连接。
[0024]EMS系统中设有规约转换器，通过规约转换器连接光纤模块主站，实现各种通讯之间的转换。BMS系统中电池组主控制器与光纤从站之间采用标准以太网进行通讯；PCS系统中PCS主控制器与光纤从站之间采用标准以太网进行通讯；EMS系统中储能系统主控制器与规约转换器之间采用标准以太网进行通讯。BMS系统和PCS系统中的接口单元采用串口分别与电池组和PCS组进行通讯。
[0025]BMS系统对EMS系统上送的信息包括:
[0026](I)开关量信息:主要是接触器状态、断路器状态。
[0027](2)模拟量信息:电池组平均电压，电池组电压方差、电池组最高电压、电池组最低电压、电池组电压，电池组电流、电池组功率、电池组绝缘阻抗、电池组S0C、电池组可用能量、检测到的电池单体电压、当前单元电压、当前单元电流、单元S0C、系统S0C、系统可用能量、当前系统功率等、系统允许充电电流、允许放电电流。
[0028](3)非电量信息:电池组温度、当前单元温度等。
[0029](4)运行信息:运行状态、各种保护动作信号；事故告警信号，电压过低告警、电压过低保护动作(开关量)、温度过高告警(开关量)、电压过高保护动作(开关量)。
[0030]EMS系统对BMS系统下达的信息包括:
[0031](I)运行参数设置蓄电池运行参数保护定值、报警定值设置信息等必要信息至BMS。
[0032]PCS系统对EMS系统上送的信息包括:
[0033](I)开关量信息:主要是直流侧、交流侧接触器、断路器的状态；运行模式(并网、孤网、充电、放电、待机等)、就地操作把手的状态等。
[0034](2)模拟量信息:直流侧电压、电流；交流侧三相电压、电流、有功、无功。
[0035](3)非电量信息:IGBT模块温度、电抗器温度等。
[0036](4)运行信息:各种保护动作信号、事故告警信号。
[0037]EMS系统I对PCS系统3下达的信息包括:
[0038](I)运行模式切换:并网/孤网的转换、充电/放电的转换。
[0039](2)运行参数设定:充电/放电倍率、放电深度、各种保护定值等。
[0040]上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.应用于电力系统的移动储能设备，其特征在于:包括移动装置和储能装置； 所述的移动装置包括车载集装箱、用于固定集装箱的汽车底盘以及汽车车头； 所述的储能装置安装在车载集装箱内，其包括电池组、电池管理系统和功率转换系统，所述的电池管理系统采集电池组状态信息并设有至于车外的传输线接口，所述的功率转换系统连接电池组并设有至于车外的电缆线接口。
2.根据权利要求1所述的应用于电力系统的移动储能设备，其特征在于:密封的车载集装箱本体内部两侧固定有机架，中间设有检修通道，并在一端设有检修门，每侧机架有若干层，电池组分别固定在机架内，与所述的电池组连接的交流电缆和信号光纤连接至集装箱外，所述的集装箱设有通气排风口和空调，且功率转换系的交流电缆接口和电池管理系统的信号光纤的出口置于集装箱底面。
3.根据权利要求1所述的应用于电力系统的移动储能设备，其特征在于:所述的电池组还配套有UPS、能量管理系统、电网保护单元与监控系统，功率转换系统位于集装箱最内部，紧贴正面内壁。
4.根据权利要求1所述的应用于电力系统的移动储能设备，其特征在于:每个所述的电池组由若干电池模块串联组成，每个所述的电池模块由若干电池单体并联构成，所述的电池管理系统包括采集每个电池单体信号的电池管理模块和采集每个电池模块信号的电池管理单元。
5.根据权利要 求1所述的应用于电力系统的移动储能设备，其特征在于:所述的电池组的每个电池模块都配有散热风扇，且电池组之间设有散热间隙。
6.根据权利要求2所述的应用于电力系统的移动储能设备，其特征在于:所述的通气排风口内设有风扇，其置于集装箱侧面上部位置；所述的集装箱内设有照明系统以及梯架>j-U ρ?α装直。
7.根据权利要求1所述的应用于电力系统的移动储能设备，其特征在于:所述的集装箱内设有无线通信单元，其将信号光纤输送至监控中心。
8.根据权利要求3所述的应用于电力系统的移动储能设备，其特征在于:所述的电池管理系统和功率转换系统中分别设有光纤从站，并相互通过光纤连接，所述的光纤从站分别连接到能量管理系统中的光纤模块主站；电池管理系统中的主控制器、功率转换系统中的主控制器分别与各自的接口单元间以及能量管理系统主控制器与光纤模块主站间均采用EnterCAT以太网连接。
【文档编号】H02J13/00GK203774809SQ201320779830
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】蔡旭, 姜广宇, 王海松, 李睿, 曹云峰 申请人:安徽启光能源科技研究院有限公司