提高对农网季节性负荷供电能力储能装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种提高对农网季节性负荷供电能力储能装置，其特征在于：包括若干个锂离子电池箱，所述锂离子电池箱的输出端依次经双向变流器、三相四线制干式变压器、切换开关与台区配变二次侧连接；所述锂离子电池箱由N个锂离子电池分管理系统管理，所述的锂离子电池分管理系统再由一锂离子电池总管理系统管理，其中N为自然数。本实用新型解决了由于部分农网地区地网架结构薄弱，用电负荷季节性陡增，时常导致台区线路和配变过载，甚至烧毁，供电能力无法保障，对供电设施以及网架结构进行全面改造经济上不合算的突出问题。
【专利说明】提高对农网季节性负荷供电能力储能装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于配电网领域，涉及配电自动化、锂离子电池存储技术和变流器技术。
【背景技术】
[0002]随着我国经济发展和社会进步，工农业生产以及民生用电量也在逐年增加，并且用电需求也呈现多元化趋势，对电力部门的供电要求也越来越高。在国家电网公司所覆盖的许多农网地区，由于当地网架结构薄弱，电力供应的保障仍然是突出问题，特别是全年用电负载率低，峰值用电具有时段性或季节性，特定时期内尖峰负荷突出，时常造成台区线路和配变过载，甚至烧毁，供电能力无法保障。农网用户地域分散，负荷密度小且地域差别大、负荷峰谷差大，负荷季节性和时令性强，年最大负荷利用小时数低。农网负荷的负荷密度小，一般为l(Tl00kw/km2，极少超过1000kw/km2。我国农业用电负荷的最大负荷利用小时数约为2000h，村、乡镇工业较多的地区约为3000h。农网有以下特点:送电距离远，送电功率小，输送电能偏少，农网设施利用率低，造成农网的供电成本偏高、经营效益偏低。
[0003]农网变电设备和线路的利用率低，对供电设施以及网架结构进行全面改造经济上不合算。因地域差异，农业用电方式或习惯存在季节上的差别，具有全年时令的互补性。通过新技术的投入，对实际供电能力的提高，有助于发展农村或地方经济，同时提高电力资源的利用率，提高供电效率。
[0004]解决上述问题的一个重要手段是引入储能技术。近十年来，储能技术发展较快，特别是小型移动式储能电站的出现，对问题的解决创造了必要条件。移动式储能电站由于具有可移动性，根据用户在不同时段用电需求及用电特征，移动式储能电站可以在用电低谷时期充电，并在日间根据用户负荷的实时需求进行放电，作为供电电源增大台区的供电能力。同时，利用储能电站具有移动灵活、就地安装方便的特点，在不同空间和时间内对储能装置调配，达到资源整合和充分利用的目的。移动式储能电站的引入，对于改善农网地区的供电能力，具有明显现实意义。
[0005]近年来，电池储能技术和变流器技术取得了长足进步，锂离子电池的能量密度大、充放电循环次数高，随着单位容量价格持续下降，锂离子电池取代铅酸电池和镍氢电池的速度在加快，逐渐成为主流，为基于锂离子电池的储能装置在电力系统的应用奠定了坚实的基础。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的是为了解决由于部分农网地区地网架结构薄弱，用电负荷季节性陡增，时常导致台区线路和配变过载，甚至烧毁，供电能力无法保障，对供电设施以及网架结构进行全面改造经济上不合算的突出问题。
[0007]本实用新型的装置采用以下方案实现:一种提高对农网季节性负荷供电能力储能装置，其特征在于:包括若干个锂离子电池箱，所述锂离子电池箱的输出端依次经双向变流器、三相四线制干式变压器、切换开关与台区配变二次侧连接；所述锂离子电池箱由N个锂离子电池分管理系统管理，所述的锂离子电池分管理系统再由一锂离子电池总管理系统管理，其中N为自然数。
[0008]在本实用新型一实施例中，所述锂离子电池箱17个串联后，由一个锂离子电池分
管理系统管理。
[0009]在本实用新型一实施例中，所述的双向变流器设置有变流器监控系统。
[0010]在本实用新型一实施例中，还包括锂离子电池监控系统和移动式储能装置监控系统；所述的锂离子电池监控系统经总线与所述锂离子电池总管理系统连接；所述锂离子电池监控系统、移动式储能装置监控系统以及变流器监控系统由局域网实现相互通讯。
[0011]在本实用新型一实施例中，所述锂离子电池分管理系统与所述锂离子电池箱是由总线连接。
[0012]本实用新型可广泛应用于农业用电季节性陡增，供电能力无法保障的供电台区，利用各类季节性负荷的时令差异，诸如制茶负荷、烤烟、烤花生等季节性负荷的时令差异性，相互调剂使用移动式锂离子电池储能装置，提高台区配变的运行效率以及对季节性负荷供电能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的移动式锂离子储能装置接线示意图。
[0014]图2为本实用新型的移动式锂离子储能装置接入台区示意图。
[0015]图3为本实用新型的移动式锂离子储能装置提高供电能力的功率调度示意图。
[0016]图中BMU:锂离子电池管理单元；DBMS:锂离子电池分管理系统；CBMS:锂离子电池总管理系统；PCSSCS:变流器监控系统；BSSCS:锂离子电池监控系统；CSCS:移动式储能装置监控系统。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步描述。
[0018]请参照图1，本实施例提供一种提高对农网季节性负荷供电能力储能装置，其特征在于:包括若干个锂离子电池箱，所述锂离子电池箱的输出端依次经双向变流器、三相四线制干式变压器、切换开关与台区配变二次侧连接；所述锂离子电池箱由N个锂离子电池分管理系统管理，所述的锂离子电池分管理系统再由一锂离子电池总管理系统管理，其中N为自然数。
[0019]在本实用新型一实施例中，所述锂离子电池箱17个串联后，由一个锂离子电池分管理系统管理。所述锂离子电池分管理系统与所述锂离子电池箱是由总线连接。请继续参照图1，图中，所述的双向变流器设置有变流器监控系统。该装置还包括锂离子电池监控系统和移动式储能装置监控系统；所述的锂离子电池监控系统经总线与所述锂离子电池总管理系统连接；所述锂离子电池监控系统、移动式储能装置监控系统以及变流器监控系统由局域网实现相互通讯。
[0020]为了让一般技术人员更好的理解本实用新型的组成，下面对本实用新型的构成按步说明:[0021]I)针对提高对季节性负荷供电能力，提供一种基于移动式锂离子电池储能装置解决方案。根据季节性农业用电负荷的时序特征、负荷密度以及台区配变容量，选取移动式锂离子电池储能装置的功率和容量；
[0022]2)移动式电池储能装置采用锂离子电池作为存储介质；
[0023]3)根据锂离子电池的体积比能量、重量比能量、移动式电池储能装置的设计容量、双向交直流变流器重量和尺寸，将移动式锂离子电池储能装置集成至多套移动式车厢厢体内；
[0024]4)将单体锂离子电池成组串接，采用分布式管理方法监控锂离子电池运行状态；
[0025]5)通过静态开关，可灵活切换移动式锂离子电池储能装置的工作模式；
[0026]6)将成组串接后的锂离子电池连接至双向交直流变流器，再通过三相四线制干式变压器和开关柜，连接至台区配变的二次侧；
[0027]7 )移动式锂离子电池储能装置补偿台区配变供电能力以外的负荷需求，提高台区配变的运行效率以及对季节性负荷供电能力。
[0028]请参照图2，图2是移动式锂离子储能装置接入台区示意图，在图2中，通过测取台区配变二次侧的配变注入电流和电压值，计算出台区配变的实时输入功率。图3是移动式储能装置提高供电能力的功率调度示意图；在图3中，台区配变供电能力为IOOkW,而用电负荷的最大值接近180kW，单凭台区配变无法满足陡增的季节性用电。通过测取台区配变的实时输入功率，调度移动式锂离子储能装置的出力，将台区配变的输入功率控制在IOOkW以下以及SOkW左右，进而提高台区配变的运行效率以及对季节性负荷供电能力，避免台区配变过载和烧毁。
[0029]本实用新型将锂离子电池、电池管理系统、双向交直流变流器、移动式储能监控系统、开关柜等紧凑集成于移动式车厢。在农业用电陡增季节，灵活调配，将移动式锂离子电池储能装置连接至台区配变二次侧，补偿台区配变供电能力以外的负荷需求，提高台区配变的运行效率以及对季节性负荷供电能力，避免了对供电设施以及网架结构进行全面升级改造，具有显著的经济效益。
[0030]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
【权利要求】
1.一种提高对农网季节性负荷供电能力储能装置，其特征在于:包括若干个锂离子电池箱，所述锂离子电池箱的输出端依次经双向变流器、三相四线制干式变压器、切换开关与台区配变二次侧连接；所述锂离子电池箱由N个锂离子电池分管理系统管理，所述的锂离子电池分管理系统再由一锂离子电池总管理系统管理，其中N为自然数。
2.根据权利要求1所述的提高对农网季节性负荷供电能力储能装置，其特征在于:所述锂离子电池箱17个串联后，由一个锂离子电池分管理系统管理。
3.根据权利要求1所述的提高对农网季节性负荷供电能力储能装置，其特征在于:所述的双向变流器设置有变流器监控系统。
4.根据权利要求3所述的提高对农网季节性负荷供电能力储能装置，其特征在于:还包括锂离子电池监控系统和移动式储能装置监控系统；所述的锂离子电池监控系统经总线与所述锂离子电池总管理系统连接；所述锂离子电池监控系统、移动式储能装置监控系统以及变流器监控系统由局域网实现相互通讯。
5.根据权利要求1所述的提高对农网季节性负荷供电能力储能装置，其特征在于:所述锂离子电池分管理系统与所述锂离子电池箱是由总线连接。
【文档编号】H02J13/00GK203481838SQ201320644241
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年10月18日 优先权日:2013年10月18日
【发明者】郑高, 吴涵, 范元亮 申请人:国家电网公司, 国网福建省电力有限公司, 国网福建省电力有限公司电力科学研究院