接有储能系统的变配电站的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及储能系统技术领域，特别涉及一种接有储能系统的变配电站。
【背景技术】
[0002]随着社会经济的发展，对电力的依赖程度越来越大。一方面，电网负荷迅速增长，峰谷差不断加大，而电网的发电厂以火电为主，调峰能力受到限制且调峰成本较高，同时电厂的建设规模必须满足负荷高峰时的用电需求，使得投资效率较低。另一方面，某些地区一次能源匮乏，市内没有煤炭、水能资源，风能资源有限，所需一次能源基本上由市外输入。
[0003]由于电厂的建设受到限制，本地电源容量不足，越来越倚重外来电力，安全稳定问题日益突出，当对供电可靠性要求较高时，需要利用新的技术提高电网的供电可靠性。
[0004]为了满足日益增长的用电需求，减少发电厂的建设规模，如何才能提高能源利用效率，并且保证可再生能源系统的稳定供电，提高电网对关键用户的供电可靠性，寻求技术经济可行的储能技术，对电网的可持续发展极为重要。
[0005]现有的储能系统接入变配电站的方案仅局限于接入变配电站低压侧出线间隔，而IlOkV及以上变配电站却无配电功能。所以有必要进行储能元件在IlOkV及以下变配电站中的接入方案研宄，解决本领域技术人员一直以来无法解决的技术困扰。
【发明内容】
[0006]有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供一种能接入IlOkV及以下变配电站，进而为用户侧提供应急电源、变地削峰填谷平滑变配电站负荷功能的一种接有储能系统的变配电站，所述变配电站(例如110(35)kV变配电站)通过数台降压变压器向低压侧(指变配电站的低压侧)供电，每台所述降压变压器的低压侧出线分别经一出线开关柜引出接至用户负荷侧，其特点在于，所述变配电站的低压侧母线还连接一电池储能系统，所述电池储能系统包括:一用于输出直流电信号的蓄电池组、一用于将直流电转换为三相交流电的DC/AC变流器及一用于升压的升压变压器，所述蓄电池组经所述DC/AC变流器接入所述升压变压器的低压侧，并且通过所述升压变压器接入所述变配电站的1kV —段电网。
[0007]在一些实施例中，所述电池储能系统通过一 1kV出线开关柜接入所述1kV —段电网的低压侧母线，用来作为1kV—段电网的应急电源或削峰填谷电源。
[0008]在一些实施例中，所述电池储能系统通过一 1kV出线开关柜与所述1kV—段电网的用户供电的出线端相连，用来保证重要负荷的应急供电。
[0009]在一些实施例中，所述电池储能系统通过一 1kV出线开关柜接入一应急母线，所述应急母线分别通过一开关柜与所述1kV —段电网、所述变配电站的1kV 二段电网的用户供电的出线端相连，用来同时保证两段不同供电场所的应急供电。
[0010]在一些实施例中，所述DC/AC变流器为一三相PWM逆变器。“三相PWM逆变器”是一种常用的“DC/AC变流器”，PMW的意思是脉冲宽度调制，即Pulse-Width Modulat1n ;数字信号处理芯片可以对其进行控制。
[0011]在一些实施例中，所述升压变压器为一 10/0.4kV变压器。本方案中的10/0.4kV
变压器为市售可得。
[0012]在一些实施例中，所述蓄电池组为一钠硫蓄电池组。钠硫电池是目前唯一的一种同时完全适用于功率型储能和能量型储能的储能电池。由于钠硫电池以金属钠和单质硫分别为阳极和阴极，以beta—氧化铝为电解质，原材料丰富，价格低廉，和目前的各种液流电池以及锂离子电池等各种可能的储能电池相比，钠硫电池的原材料价格是最低廉的，而且相关的兀素储量很尚，不存在价格不稳定的因素。同时，纳硫电池具有尚的比功率和比能量、温度稳定性以及无自放电等方面的突出优势，使得钠硫电池成为目前最具应用前景的储能电池。
[0013]在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实施例。
[0014]本发明的有益效果:
[0015]1、首先，本发明的电池储能系统可应用于110(35)kV及以下电压等级的变(配)站，起到为重要用户提供应急电源、就地削峰填谷平滑负荷的功能。
[0016]2、另外，本发明能使电池储能系统能够在变配电站就地布置，起到为变、配电站重要用户提供应急电源、就地削峰填谷平滑变、配电站负荷等作用，为提高供电可靠性及电网可持续发展提供有力保障，为电池储能系统应用于电网建设起到引领作用。
[0017]3、此外，本发明还有助于提高能源利用效率，并且保证可再生能源系统的稳定供电，提高电网对关键用户的供电可靠性，进而减小发电厂建设规模，从而获得较好的经济环境效益。
[0018]以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
【附图说明】
[0019]图1为本发明应用于110(35)kV变配电站低压母线的主接线示意图。
[0020]图2为本发明电池储能系统的电气接线图。
[0021]图3为电池储能系统接入110(35)kV变配电站的低压母线时的接线图。
[0022]图4为将本发明电池储能系统接在重要用户出线时的电气接线图。
[0023]图5为将本发明电池储能系统接在应急母线时的电气接线图。
[0024]图6为本发明电池储能系统的电气原理图。
[0025]图7为本发明电池储能系统的电气控制电路图。
[0026]图8为本发明储能系统用作削峰填谷时的效果仿真图。
[0027]附图标记说明:110kV变配电站1、降压变压器2、出线开关柜3、
[0028]电池储能系统4、PCS装置41、AC/DC变流器411、滤波器412、蓄电池组42、升压变压器43、
[0029]变压器Tl、变压器tl、开关柜Al、开关柜B1、出线开关柜a2、出线开关柜an、1kV引线柜S1、
[0030]出线开关柜al、出线电缆Ial、出线开关柜b1、出线电缆Ib1、1kV出线开关柜S1、开关柜Sal、开关柜Sbl
【具体实施方式】
[0031]下面举出较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
[0032]实施例1
[0033]有鉴于目前该领域缺乏储能系统接入变配电站的方案研宄，本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0034]储能技术主要作用是实现电能的储存和释放。电池储能(电化学储能)技术具有能量密度较高、使用寿命长、循环次数较多等特点，在电子设备、电动工具电源、电动汽车、储能电站以及其它储能领得到了广泛应用。
[0035]电池储能系统的最大容量可达丽级，随着电池储能系统规模化、国产化，其成本较以往大幅度降低，在电网中亦呈现出良好的应用前景。MW级储能系统在电网中的应用主要包括如下几方面:作为应急备用电源、提高用户供电可靠性和电能质量、削峰填谷、平抑新能源发电的出力波动。
[0036]根据电网设计规定，1kV电压等级用户变配电站的变压器装接容量在250?6300kVA之间，重要用户一般情况下由两路及以上独立回路供电，每回线路各供一半负荷，约150kW?:MW，而从110 (35) kV变配电站直接出线的用户一般负荷较大，因此储能容量一般应在MW级，具体需求容量按重要用户负荷大小而定。
[0037]根据运行策略及电池容量选择的不同，电池储能系统接入变、配电站可采用多种接入系统的方式。下面，将电池储能系统用作变配电站应急电源或用于变配电站负荷的削峰填谷时，接入110(35)kV变配电站低压侧母线的出线柜为例，来详细说明本发明的第一种接入方案。
[0038]图1所示为110(35)kV变配电站低压母线主接线示意图。如图1所示，某现有电网IlOkV变配电站I对应不同的主变容量:40MVA、50MVA、80MVA，所述变配电站配有2?3台降压变压器2，并通过降压变压器向变配电站的低压侧供电。假定每台所述降压变压器2的低压侧母线分别有12、14、16回出线，则通常的，每回出线经出线开关柜3引出送至负荷侧(用户)。
[0039]图2为电池储能系统的电气接线图。如图2所示，本发明的所述电池储能系统4，包括:一用于输出直流电信号的蓄电池组42、一用于将直流电转换为三相交流电的DC/AC变流器(置于一 PCS装置41内，PCS装置，power convers1n system，是储能电池和电网系统之间连接的主要设备)及一用于升压的升压变压器43，所述蓄电池组42经所述DC/AC变流器接入所述升压变压器43的低压侧(即由蓄电池输出的直流电信号经过变流器转换为合格的三相交流电信号，就可以接入变压器低压侧了)，并且通过所述升压变压器43接入所述变配电站I的1kV —段电网。
[0040]其中，PCS装置的主要任务是进行交直流电源的可控转换。PCS装置只需选择容量购买采用现有技术中已公知的市售的蓄电池和与其配套的PCS装置设备即可。
[0041]如图6和图7所示，常见的PCS装置的构成系统包括:DC/AC(直流/交流)双向变流系统、电池充放电接口、滤波环节等。根据PCS系统复杂程度的不同，还可以加入其它的反馈、控制环节。“蓄电池组”通常由许多电池串并联组成，PCS装置中的DC/AC变流器411，例如三相PWM逆变器，是由许多电力电子元器件(如晶闸管等)串并联组成，PCS装置中的“滤波器412(也称LC滤波器)”由许多电感(L)和电容(