一种1MWh集装箱型储能系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力能源储存技术领域，具体涉及一种IMWh集装箱型储能系统。
【背景技术】
[0002]近年来，随着我国电网运营面临用电负荷持续增加、间歇式能源接入占比扩大、调峰手段有限等诸多困难，储能技术尤其是调峰电源得到了空前发展。据介绍，储能技术主要有物理储能(如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等)、化学储能(如各类蓄电池、可再生燃料电池、液流电池、超级电容器等)和电磁储能(如超导电磁储能等)等。这些储能技术的技术水平、发展趋势、应用前景各不相同。目前技术进步最快的是化学储能，其中钠硫、液流及锂离子电池技术在安全性、能量转换效率和经济性等方面取得重大突破，产业化应用的条件日趋成熟。
[0003]储能是智能电网、可再生能源接入、分布式发电、微网以及电动汽车发展必不可少的支撑技术，具体有5大类17小类应用。虽然储能的应用贯穿了电力系统的发电、输配电、用电、可再生能源的接入和辅助服务多个环节，但相对产业化首先发生在辅助服务和用户端的分布式发电和微网领域。目前美、日两国储能发展最快，已经在个别领域实现了产业化，而储能在中国市场的发展则刚刚起步。在这个减低排放为产业首要发展任务的年代，再生能源的发展几乎抢尽了石油产业的风采。再生能源的范畴，近十年期间除了创能与节能之外也开始缓步延伸到了储能系统发展，部分区域也开始进行相关补助的计划研拟。据EnergyTrend的探访与调查了解，储能系统初步需求将从地方的急难救助系统开始，使用规格以大型储能紧急备用电源系统为主，未来则将逐步渗透至家庭储能设备，朝着小型而分散的能源发展，以降低白日的尖峰用电负载，这也将会带动电池产业的蓬勃发展。
[0004]电动车产业(次世代自动车)虽然消耗电池的数量甚高，但是在基础建设尚未成熟且周边延伸产业尚未成形之际，于近五年内仍旧难以大规模普及；反观储能电池(蓄电池)产业除搭配可再生能源做应用，也可单独使用作为紧急备用电力系统，未来的市场需求可期。伴随新能源产业的快速发展，绿色电力对传统电网造成愈加严重的冲击。电网规模的储能技术应用作为最优化解决方案逐渐受到各个大力发展新能源的国家的重视。
[0005]从中关村储能产业技术联盟储能专业委员会了解到，从2000年到2011年底，全球储能项目(不含抽蓄)在电力系统的累计装机量超过548MW(兆瓦)，年复合增长41%。2009年增幅超过250%，2011年增长65%。目前，日本和美国是应用最多的国家，在全球中分别占41%和39%，中国占4%。截止到2010年底，全球抽蓄总装机量达到123GW(吉瓦)，中国装机总量约16GW，2015年计划达到41GW。目前，我国大约有近40个储能示范项目，而规模在1000千瓦的储能项目除了国网主要投资的张北风光储蓄输电项目外，就是南方电网投资的总容量为10000千瓦的储能项目以及国电集团和风锦州塘坊储能型风电场5000千瓦的储能系统示范项目，但是这些储能项目仅起示范、探索性作用，不具备产业化意义。
[0006]有研宄表明，单一的储能技术很难同时满足能量密度、功率密度、储能效率、使用寿命、成本等性能指标，如果将两种或两种以上性能互补性强的储能技术结合，可以取得较好的技术经济性能。目前，我国正在建设的坚强智能电网以可再生能源的大规模利用和智能化为主要特征，发电形式将是大型集中式发电和分布式发电相结合，电力系统中的储能系统也将分为大规模集中式储能系统和大规模分布式储能系统。因此，没有任何一种IMWh集装箱型储能系统储能技术可以全面满足智能电网接纳分布式能源的需求。为适应智能电网的发展，我国除发展抽水蓄能外，还应大力发展布置灵活的电池储能技术。目前抽水蓄能技术相对成熟，功率和储能容量规模可以做的很大，对于控制电网的稳定和安全性及接入可再生能源都能发挥巨大作用，但存在受地势影响大、响应速度较慢等缺点；铅酸电池技术成熟，是目前最实用的储能系统，但因铅是重金属污染源，因此铅酸电池不是未来的发展趋势；锂离子电池成本较高，产品性能目前尚无法满足储能要求，且其经济性无法实现商业化运营。这其中，抽水蓄能是传统能源峰谷调节的主要方式，也是目前最为成熟的技术。压缩空气储能目前在我国仍处在探索阶段，技术尚未成熟且运维成本颇高。锂电池、液流电池、锌溴液流电池等则是新能源并网储能的几大技术路线。从市场情况看，由于国内锂电池产业发展相对较为完善，其在BMS上应用前景较好。液流电池则是未来电网级储能重要的探索方向。
[0007]近年来，我国电网峰谷差逐年增大，多数电网的高峰负荷增长幅度在10%左右，甚至更高。而低谷负荷的增长幅度则维持在5%甚至更低。峰谷差的增加幅度大于负荷的增长幅度，在电网中引入储能系统成为了实现电网调峰的迫切需求。国家电网公司近期确定的智能电网重点投资领域中包括了大量储能应用领域，如发电领域的风力发电和光伏发电中应用储能技术项目，配电领域储能技术，电动汽车充放电技术等。无论是风电还是太阳能发电，其自身都具有随机性和间歇性特征，其装机容量的快速增长必对电网调峰和系统安全带来不利影响，所以，必须要有可靠的储能技术作为支撑和缓冲。先进储能技术能够在很大程度上解决新能源发电的波动性问题，使风电及太阳能发电大规模的安全并入电网。
【实用新型内容】
[0008]为解决上述技术问题，我们提出了一种IMWh集装箱型储能系统，该储能技术的发展和应用，将有助于打破风电、光伏发电等的接入和消纳瓶颈问题，能够降低配套输电线路容量需求，缓解电网调峰压力；同时还能够消除风电、光伏发电的波动，改善电力质量，降低离网电力系统的运行成本和碳排放，也可以保障可再生能源功率的平滑输出，降低功率预测偏差，也可以采用分布式储能技术解决局部电压控制问题，促进节能减排、设备应用充分高效、减少资源浪费、提高用电可靠性、改善电能质量。
[0009]为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下:
[0010]一种IMWh集装箱型储能系统，包括设于集装箱内的IMWh电池系统、电池管理系统BMS、一面直流汇流柜、一台500kW储能变流器PCS、一套储能监控系统和辅助系统；所述电池系统由8套125kWh电池组构成，并通过所述直流汇流柜接入所述储能变流器PCS，再由一台500kVA隔离变压器接入400V交流电网或负载，并能够与多个单元进行并联扩容，所述储能变流器PCS通过LAN总线与储能监控系统连接，所述储能监控系统再与电池管理系统BMS连接并进行通信，实现对电池系统的监控及保护，所述储能监控系统通过网关实现对所述储能变流器PCS和电池组的监控；所述电池系统内电池组的电池为磷酸铁锂电池；所述辅助系统包括温控装置和灭火装置。
[0011]优选的，所述8套125kWh的电池组安装在8套电池架上，并由I个总的电池管理系统BMS管理所有8套电池架上的电池组。
[0012]优选的，所述每个电池架内的电池组由18箱磷酸铁锂电池模块及I个电气模块串联而成，并由I个电池管理系统BMS来负责电池组的管理；每个电池模块内部由12个200Ah单体电池串联而成，并由I个电池管理单元来负责电池模块的管理。
[0013]优选的，所述直流汇流柜连接8套125kWh电池架汇流的输出端子，输出端子接入储能变流器PCS直流侧端子，以实现直流汇流；所述储能监控系统通过以太网连接储能变流器PCS及电池管理系统BMS，实现电池系统和储能变流器PCS的监控，并通过与电池管理系统BMS通讯获取电池信息，与储能监控系统通讯，上传电池主要信息和储能变流器PCS工作状态，并接收上级监控系统控制指令，下发充放电功率。
[0014]优选的，所述直流汇流柜连接8套125kWh电池架汇流的输出端子，输出端子接入储能变流器PCS直流侧端子，以实现直流汇流，并通过与电池管理系统BMS通讯获取电池信息，与储能监控系统通讯，上传电池主要信息和储能变流器PCS工作状态，并接收上级监控系统控制指令，下发充放电功率。
[0015]优选的，所述储能变流器PCS组成了 AC\DC功率转换系统，通过所述隔离变压器与外部电网或负载相连，以实现电能储存和释放。
[0016]优选的，所述储能监控系统包括就地监测系统、储能变流器PCS监控系统和电池管理监控系统；所述就地监测系统负责采集电池组和储能变流器的遥信和遥测数据，并下达控制命令至电池管理系统BMS和储能变流器PCS就地控制器；所述储能变流器PCS监控系统用于对储能变流器PCS的工作状态进行监测控制；所述电池管理系统BMS用于监测、评估及保护电池运行状态。
[0017]通过上述技术方案，本实用新型集装箱型储能系统的基本原理是通过功率变换及时进行有功/无功功率吞吐，可以保持系统内部瞬时功率的平衡，避免负荷与发电之间大的功率不平衡，维持系统电压、频率和功角的稳定，提高供电可靠性，以改善电能质量，满足用户的多种电力需求，减少因电网可靠性或电能质量带来的损失；可以利用峰谷电价有效平衡负荷峰谷，减少旋转备用，实现用能的经济性，提高综合效益；此外，该储能系统还可以协助系统在灾变事故后重新启动与快速恢复，提高系统的自愈能力。储能系统的调峰调频能力强，响应速度快、信息化自动化程度高，方便电网调度，减少了备用机组容量，提高机组运行效率，减少温室气体排放，在风电接入应用时的电能来自风电，调节过程可以保证零排放，符合发展风电的初衷，最后，储能的技术选择多、施工安装简便，施工周期也短。是智能电网、可再生能源接入、分布式发电、微电网以及电动汽车发展必不可少的支撑技术，可以有效地实现需求侧管理、消除昼夜峰谷差、平滑负荷，可以提高电力设备运行效率、降低供电成本，还可以作为促进可再生能源应用，是提高电网运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动的一种有效手段。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本实用新型实施例所公开的一种IMWh集装箱型储能系统的原理框图；
[0020]图2为本实用新型实施例所公开的