一种可切换的电力储能系统及其使用方法_2

文档序号:8264097阅读:来源:国知局
约需700万元,平均每丽成本为116 万元,单位成本比原一个管理单元控制一个储能单元即1MW储能系统475万元成本降低了 约75%,且整个储能系统的运行效率比原来提高了6倍;1MW储能单元每次存满电能的时间 约为1小时,6个储能单元的储能系统通过切换正好能充分利用目前我国晚间约为6小时的 优惠电价时间段进行充电储能。
[0025] 本发明的这些目的,特点,和优点将会在下面的【具体实施方式】,附图,和权利要求 中详细的揭露。
【附图说明】
[0026] 图1为根据本发明的一较佳实施例的电力储能系统的结构示意图。
[0027] 图2为根据本发明的所述较佳实施例的所述电力储能系统的充电单元结构示意 图。
[0028] 图3为根据本发明的所述较佳实施例的所述电力储能系统的切换单元结构示意 图。
[0029] 图4为根据本发明的所述较佳实施例的所述电力储能系统的管理单元结构示意 图。
[0030] 图5为根据本发明的所述较佳实施例的所述电力储能系统的使用流程示意图。
【具体实施方式】
[0031] 如图1所示,一种可切换的电力储能系统1,包括:
[0032] 多个储能单元11,并联连接,其中每一所述储能单元包括多个并联的电池簇111 ; 每一所述电池簇包括多个串联的电池1111 ;
[0033] -充电单元12,与供电系统连接;
[0034] 一变流单元13,用于将所述供电系统输出的交流电转换为直流电存入所述电池 1111,并将所述电池1111中的直流电转换成交流电供用电负荷使用;
[0035] -切换单元14,与所述储能单元11和所述变流单元13连接,用于接收控制指令并 依照所述控制指令与对应的所述储能单元11连接或断开;
[0036] -管理单元15,与所述多个储能单元11和所述切换单元14相连,用于管理所有所 述储能单元11,检测所述储能单元11的运行数据,并在所述运行数据达到特定的阈值后发 送所述控制指令至所述切换单元14 ;及
[0037] -装载单元16,其中所述储能单元11、所述切换单元14、所述管理单元15按照体 积大小、重量大小合理均匀排布在所述装载单元16内。
[0038] 其中,所述运行数据包括所有所述电池的电流、电压、温度和存储消耗量,以及不 同电池簇间充放电的电流、电压等大小和累计存储或释放电能情况。
[0039] 如图2所不,所述充电单兀12包括一电力输入接口 121,一商压开关柜及附属设备 122和一变压器123,其中所述电力输入接口 121与供电系统的电力输出接口连接;所述供 电系统提供的电能通过所述电力输入接口 121经过所述高压开关柜及附属设备122和所述 变压器123的通断、变压等功能的控制和保护进入储能阶段。
[0040] 如图3所示,所述切换单元14包括一个切换端141和一个控制端142,其中所述切 换端141包括与多个储能单元数量11相对应的切换点1411,其中所述多个切换点1411分 别与所述多个储能单元的每一个储能单元11对应;且至多一个所述切换点1411和其对应 的所述储能单元11连接;所述控制端用于接收所述切换单元14进行切换的控制指令和控 制所述切换端141进行相应的切换,以控制至多一个所述切换点1411和对应的所述储能单 兀11连接;在所述控制端142接收到控制指令后,所述切换端141执彳了与对应的所述储能 单元11连接或断开。
[0041] 如图4所示,所述管理单元15包括:
[0042] 一监控端151,所述监控端包括多个与对应电池1111连接的模块管理层控制器 1511,多个与对应的所述模块管理层控制器1511连接的串联管理层控制器1512, 一与对应 的所述多个串联管理层控制器1512连接的并联管理层控制器1513,和多个与对应的所述 电池1111连接的均衡管理控制器1514,其中所述模块管理层控制器1511用于采集所述多 个单体电池1111的电压、温度信息,并将信息传送给所述串联管理层控制器1512,同时对 所述电池1111进行主动式冷热管理;所述串联管理层控制器1512用于管理所述多个电池 簇111,识别所述电池簇111的电流、电压、温度、存储消耗量等信息,并将信息传送给所述 并联管理层控制器1513 ;所述并联管理层控制器1513用于管理所述多个储能单元11,计算 所述多个储能单元11的电流、电压、温度、存储消耗量等信息;所述均衡管理控制器1514用 于灵活调整所述多个储能单元11中每一串联的不同电池1111间充放电的电流、电压等大 小和累计存储或释放电能情况,保持电池1111间的动态平衡;及
[0043] 一操作端152,包括一数据库存储器1521和一显示器操作终端1522,其中所述数 据库存储器1521用于存储所述并联管理层控制器1513和所述多个均衡管理控制器1514 传送的所有信息;所述显示器操作终端1522用于显示所述数据库存储器1521的信息和手 动操作发出指令。
[0044] 所述可切换的电力储能系统1可以如下具体实施。
[0045] 一种5兆瓦时的可切换的电力储能系统,包括:
[0046] 十个500千瓦时的储能单元,每一个所述500千瓦时储能单元独立集成在一个电 池柜单元内;首先由54串200Ah单体串联,然后共四串这样的电池组并联,组成一个所述 500KWh储能单元;
[0047] -充电单兀,包括一电力输入接口,一 10kV高压柜及附属设备,和一台容量为 1250kVA、10/0. 4kV站用干式降压变压器,该电力输入接口与供电系统的电力输出接口连 接,所述供电系统提供的电能通过所述电力输入口经过所述高压柜及附属设备和所述变压 器的通断、变压等功能的控制和保护进入储能阶段;
[0048] -储能双向变流器(PCS),包括整流/逆变模块,直流侧断路器,交流侧断路器和 内置耦合变压器,其中所述整流/逆变模块最多可并联32组功率模块,最大单机容量可达 到1(MW的双向变流能力;
[0049] 一切换单元,分别与所述充电单元和所述十个储能单元连接,包括一个切换端和 一个控制端,其中所述切换端包括十个切换点,其中所述十个切换点分别与所述十个储能 单元对应;且至多一个所述切换点和其对应的所述储能单元连接;所述控制端用于接收所 述切换单元进行切换的控制指令和控制所述切换端进行相应的切换,以控制至多一个所述 切换点和对应的所述储能单兀连接;在所述控制端接收到控制指令后,所述切换端执彳丁并 与对应的所述储能单元连接或断开;
[0050] -管理单元,分别与所述十个储能单元和所述切换单元相连,主要包括:模块管理 层控制器(BMU)、串联管理层控制器(B⑶)和阵列管理层控制器(BAU)、有源主动均衡控制 器、嵌入式监控系统和后台数据库;及
[0051] -集装箱式的不锈钢箱体,其中所述十个储能单元、所述切换单元、所述管理单元 按照体积大小、重量大小合理均匀排布在所述不锈钢箱体内。
[0052] 其中,所述10kV高压柜及附属设备
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