用于风力发电的集装箱式储能系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及风力发电设备领域，特别是设及一种集装箱式储能系统。
【背景技术】
[0002] 随着能源危机日益严重，开发可持续发展且对环境友好的新型能源已成为全球关 屯、的热点，风力发电作为清洁、高效、可再生的新型能源已成为各国新能源发展的重点。开 发利用风能等可再生能源是国家能源发展战略的重要组成部分。但是风能具有间歇性和随 机性等特点，从而对电网产生一定的影响，随着风电并网容量的不断增加，风电对电网的影 响也越来越大，由于大功率、高效能储能问题没有得到很好解决造成的瓶颈，风能利用率不 高的问题也越加显现。国家鼓励风电开发企业探索、研究风电并网和消纳问题，引导清洁能 源产业的健康发展。目前国内外都在进行风电并网和消纳问题的研究探索，特别是风电高 效能储能问题的探索。
【发明内容】
[0003] 本发明是针对目前风力发电中电网消纳、风电储能存在的不足之处，提出一种有 效利用风能的集装箱式储能系统。
[0004] 本发明的技术方案是运样的：用于风力发电的集装箱式储能系统，该系统包括储 能电池组集装箱、双向变流器(PCS)集装箱和升压变压器，其特征在于该储能电池组集装箱 的电池为裡电子储能电池，裡电子储能电池经PCS集装箱完成交直流变换后，升压至35KKV， 接入变电站35KV母线，PCS装置可实现双向流动;在充电状态时，PCS作为整流装置将电能从 交流电变为直流电储存到储存装置中；在放电状态时，PCS作为逆变器将储能装置储存的电 能从直流变为交流，输送到电网。
[0005] 所述的裡电子储能电池系统由6套1MW和1套0.5MW储能模块组成，每1MW通过一台 升压变压器与风电场35kV母线相连，共需要6台35kV /1200kVA变压器、1台35kV /eOOkVA变 压器及相应的配电装置。
[0006] 所述的电池组集装箱是由3套45英寸长、8英寸宽、9.5英寸高的集装箱组成，该集 装箱主要设施为：（0采用悬空的防静电地板、支撑PCS的钢结构支架和锻锋格栅与可移动 地板；（2)1.6mm锻锋钢板附着60mm厚矿物棉用于集装箱四壁、屋顶及基线作为保护层；（3) 两扇双叶货仓口位于集装箱尾部，并且安装不诱钢防盗Π 、自动关闭装置及内部应急通道 出口；（4)配备设备安装垫；巧）系统连接需要的电缆管线、展架、电缆连接盒；（6)集装箱外 观喷涂丙締酸聚氨醋劳尔色卡，适应沿海地带。
[0007] 所述的的PCS集装箱为500KW系统集装箱，由Ξ套45英寸长、8英寸宽、9.5英寸高的 集装箱组成，并包括W下主要设施：（1)采用悬空防静电地板、支撑PCS的钢结构支架和锻锋 格栅及可移动地板；（2)l、6mm锻锋钢板附着60mm厚矿物棉用于集装箱四壁、屋顶及基线作 为保护层；（3)两扇双叶货仓口位于集装箱尾部，并且安装不诱钢防盗口、自动关闭装置及 内部应急通道出口；（4)配备设备安装垫；巧)集装箱外观喷涂丙締酸聚氨醋劳尔色卡，适应 沿海地带。
[000引所述的500KW系统PCS集装箱内安装的主要设备有：（1) 一套408KWh裡电子二次电 池；（2)-套电池接线柜；（3)-套配电柜；（4)一套主控系统(包括从控系统）；（5)-套空调 系统；（6)-套消防系统。
[0009] 本发明优点在于： (1)本发明实现了大规模、长寿命、高效率、低成本的储能技术，是支撑新能源发展的战 略性技术。
[0010] (2)本发明大幅提高了新能源上网的电能品质。随着风能、光能等可再生能源发电 装机容量的增大，电网必将对可再生能源并网技术提出更高的要求，本发明可提高电场并 网电力品质，满足电网对电能质量、功率控制、电压调节及电网异常相应等方面的要求，使 电场输出电力较为稳定，减少部分因限电损失的能量，减轻大规模新能源发电上网给电网 带来的影响。
[0011] (3)本发明具有按调度给定曲线发电的可能性。可W根据计划的出力曲线或调度 指令，控制储能电池的充放电过程，使得电站的实际功率输出尽可能接近计划出力曲线，增 加电站功率输出的稳定性，提高电站输出功率的调节能力，使电场在发电时间内具有和火 电类似的电能品质，可W拥有和火电一样上网的权利，即"同质同权"。
【具体实施方式】
[0012] 本发明的【具体实施方式】结合实施例加 W说明。
[OOU]实施例1 阿左旗风电场二期风储一体化项目采用室外集装箱式储能系统，该系统包括储能电池 组集装箱、双向变流器(PCS)集装箱和升压变压器，其特征在于该储能电池组集装箱的电池 为裡电子储能电池，裡电子储能电池经PCS集装箱完成交直流变换后，升压至35KKV，接入变 电站35KV母线，PCS装置可实现双向流动;在充电状态时，PCS作为整流装置将电能从交流电 变为直流电储存到储存装置中；在放电状态时，PCS作为逆变器将储能装置储存的电能从直 流变为交流，输送到电网。
[0014]集装箱采用隔热内衬的标准化集装箱，在空调和加热系统和隔热措施的电池室 集装箱内溫度可W保持在+15°C~25°C，PCS集装箱溫度保持在+15°C~40°C。各集装箱具体 设计结构如下：一、PCS集装箱PCS集装箱由3套45英寸长*8英寸宽*9.5英寸高 的组成，并由W下主要设施组成：1、采用悬空的防静电地板(悬空高度150mm)、支撑PCS 的钢结构支架和锻锋格栅与可移动地板；2、1.6mm锻锋钢板附着60mm厚矿物棉用于集 装箱四墙屋顶及基线；3、2扇双叶货仓口位于集装箱尾部，并且安装不诱钢防盗Π ，自动 关闭装置及内部应急通道出口； 4、设备安装垫；5、系统连接需要的电缆管线、展架、电缆 连接盒；6、集装箱外观喷涂丙締酸聚氨醋劳尔色卡，适应沿海地带。一套PCS集装箱内 安装的主要设备如下所示：1、4台PCS; 2、1套从控系统接线柜；3、2套空调系统； 4、1套消防系统。二、电池集装箱电池集装箱由3套45英寸长*8英寸宽*9.5英寸 高的组成，并由W下主要设施组成：1、采用悬空的防静电地板（悬空高度150mm)、支撑 PCS的钢结构支架和锻锋格栅与可移动地板；2、1.6mm锻锋钢板附着60mm厚矿物棉用 于集装箱四墙屋顶及基线；3、2扇双叶货仓口位于集装箱尾部，并且安装不诱钢防盗口， 自动关闭装置及内部应急通道出口； 4、设备安装垫；5、集装箱外观喷涂丙締酸聚氨醋劳 尔色卡，适应沿海地带；一套电池集装箱内安装的主要设备如下所示：1、4套408kWh 裡离子二次电池；2、4套电池接线柜；3、1套配电柜；4、2套从控系统接线柜；5、2 套空调系统；6、1套消防系统；Ξ、、500kW系统集装箱PCS集装箱由3套45英寸 长*8英寸宽*9.5英寸高的组成，并由W下主要设施组成：1、采用悬空的防静电地板(悬 空高度150mm)、支撑PCS的钢结构支架和锻锋格栅与可移动地板；2、1.6mm锻锋钢板 附着60mm厚矿物棉用于集装箱四墙屋顶及基线3、2扇双叶货仓口位于集装箱尾部，并 且安装不诱钢防盗Π ，自动关闭装置及内部应急通道出口 4、设备安装垫。
[0015]本发明工艺技术的量化参数指标(见表1)
【主权项】
1. 用于风力发电的集装箱式储能系统，该系统包括储能电池组集装箱、双向变流器 (PCS)集装箱和升压变压器，其特征在于该储能电池组集装箱的电池为锂电子储能电池，锂 电子储能电池经PCS集装箱完成交直流变换后，升压至35KKV，接入变电站35KV母线，PCS装 置可实现双向流动;在充电状态时，PCS作为整流装置将电能从交流电变为直流电储存到储 存装置中；在放电状态时，PCS作为逆变器将储能装置储存的电能从直流变为交流，输送到 电网。2. 根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于所述的锂电子储能电池系统由6套1MW 和1套0.5MW储能模块组成，每1MW通过一台升压变压器与风电场35kV母线相连，共需要6台 35kV/1200kVA变压器、1台35kV/600kVA变压器及相应的配电装置。3. 根据权利要求1和2所述的储能系统，其特征在于所述的锂电子储能电池为高容积效 率、高能量密度的储能电池，该锂电子电池组技术参数为：电压:DC21.6~33.2V;最大工作电 压DC32V;最大电流DC300A(25度，〈10秒）；容量:DC1.5KWh;额定容量:DC1.3KWh;工作温度 50度，重量16kg;电池单体8个串联一组。4.根据权利要求1所述的储能系统，其特征为双向变流器(PCS)的技术参数为:额定容 量500KVA;直流侧电压范围：500V~800VDC;直流侧输出最大电流:DC1176A;交流侧额定频 率:49.5~50.5Hz;功率因数范围：-0.85~0.85;交流侧额定电压270V;额定输出电流谐波含 量:〈5%;最大转换功率98%;发热量:6KW;冷却方式:强迫风冷;静态自耗电：〈100KW。5. 根据权利要求1和2所述的储能系统，其特征是所述的电池组集装箱是由3套45英寸 长、8英寸宽、9.5英寸高的集装箱组成，该集装箱主要设施为：（1)采用悬空的防静电地板、 支撑PCS的钢结构支架和镀锌格栅与可移动地板；（2 ) 1.6mm镀锌钢板附着60mm厚矿物棉用 于集装箱四壁、屋顶及基线作为保护层；（3)两扇双叶货仓门位于集装箱尾部，并且安装不 锈钢防盗门、自动关闭装置及内部应急通道出口；（4)配备设备安装垫；（5)系统连接需要的 电缆管线、展架、电缆连接盒;（6)集装箱外观喷涂丙烯酸聚氨酯劳尔色卡，适应沿海地带。6. 根据权利要求1所述的储能系统，其特征是所述的的PCS集装箱为500KW系统集装箱， 由三套45英寸长、8英寸宽、9.5英寸高的集装箱组成，并包括以下主要设施：（1)采用悬空防 静电地板、支撑PCS的钢结构支架和镀锌格栅及可移动地板;（2) 1、6mm镀锌钢板附着60_厚 矿物棉用于集装箱四壁、屋顶及基线作为保护层；（3)两扇双叶货仓门位于集装箱尾部，并 且安装不锈钢防盗门、自动关闭装置及内部应急通道出口；（4)配备设备安装垫；（5)集装箱 外观喷涂丙烯酸聚氨酯劳尔色卡，适应沿海地带。7. 根据权利要求5所述的储能系统，其特征是:所述的500KW系统PCS集装箱内安装的主 要设备有：（1)一套408KWh锂电子二次电池；（2)-套电池接线柜；（3)-套配电柜；（4)一套 主控系统(包括从控系统）；（5)-套空调系统；（6)-套消防系统。
【专利摘要】用于风力发电的集装箱式储能系统，该系统包括储能电池组集装箱、双向变流器（PCS）集装箱和升压变压器。该储能电池组集装箱的电池为锂电子储能电池，锂电子储能电池经PCS集装箱完成交直流变换后，升压至35KKV，接入变电站35KV母线，PCS装置可实现双向流动；在充电状态时，PCS作为整流装置将电能从交流电变为直流电储存到储存装置中；在放电状态时，PCS作为逆变器将储能装置储存的电能从直流变为交流，输送到电网。本发明实现了大规模、长寿命、高效率、低成本的储能技术，大幅提高了新能源上网的电能品质，减少部分因限电损失的能量，减轻大规模新能源发电上网给电网带来的影响。
【IPC分类】H02J3/32, H02J3/38
【公开号】CN105490293
【申请号】CN201510819862
【发明人】朱润洲, 冯奇峰, 吴解萍, 杨中其, 韩宝云, 翟建军, 陈向群, 孙斌, 刘 东, 史勇生, 徐佳, 罗芳, 王耀贤, 王文龙
【申请人】中铝宁夏能源集团有限公司, 宁夏新能源研究院（有限公司）
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月24日