CN110098630A - 储能供电***和储能供电箱 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种储能供电***，包括：储能装置、储能管理装置、双向换流装置、储能监控终端以及设置在电网控制中心的储能监控后台设备。储能装置和双向换流装置的直流端电连接，双向换流装置的交流端用于接入电网，储能装置和储能管理装置电连接，储能监控终端分别与储能管理装置、双向换流装置以及储能监控后台设备通信连接。通过储能管理装置和双向换流装置上报储能状态信息和换流状态信息，并由储能监控终端和储能监控后台设备实时判断充放电需求，控制储能装置充放电。当电网负荷高时，可稳定为电网提供额外电能，保障电力供应和电网安全运行；在电网负荷低时，自动进行充电，完成电能储备，充分利用电网剩余电力，节能环保，稳定可靠。
Description
技术领域
本申请涉及电力技术领域，特别是涉及一种储能供电***和储能供电箱。
背景技术
随着经济的发展，人民物质生活水平的提高，电网用电负荷也在逐步增长。在冬夏两季，因为居民的取暖和降温需求时间段集中，日用电负荷的波动非常大。为在用电负荷的峰值期尽量保证居民用电供给，传统技术中增加风力、太阳能等可再生能源辅助供电分担配电站的供电负荷。
然而，在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：风电、太阳能等可再生能源具有随机性和间歇性，很难在用电负荷的高峰期为电网提供稳定匹配的辅助电能，当可再生能源供给过少，则导致居民用电供给不足；当可再生能源供给过多，电网***安全可能会受到影响，而且也会造成能源浪费。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种储能供电***和储能供电箱。
一方面，本发明实施例提供一种储能供电***，包括：储能装置、储能管理装置、双向换流装置、储能监控终端以及设置在电网控制中心的储能监控后台设备；
储能装置和双向换流装置的直流端电连接，双向换流装置的交流端用于接入电网，储能装置和储能管理装置电连接，储能监控终端分别与储能管理装置、双向换流装置以及储能监控后台设备通信连接；
储能管理装置，用于监测储能装置的运行状态，将储能状态信息发送至储能监控终端，并从储能监控终端接收充放电指令，控制储能装置充放电；储能状态信息标示储能装置的运行状态；
储能监控终端，用于将接收的换流状态信息和储能状态信息转发至储能监控后台设备，并从储能监控后台设备接收充放电信息，根据充放电信息，发送充放电指令至储能监控终端；换流状态信息表示双向换流装置的运行状态。
在其中一个实施例中，还包括温控装置，温控装置用于检测储能装置的温度，并控制储能装置的温度在一定范围内。
在其中一个实施例中，温控装置包括温度检测模块和灭火装置，温控检测模块连接灭火装置，用于当储能装置的温度高于阈值时启动灭火装置。
在其中一个实施例中，储能装置包括多个并联的电池组，电池组并联后与双向换流装置的直流端电连接。
在其中一个实施例中，还包括直流汇流装置，直流汇流装置一端与各电池组电连接，另一端与双向换流装置的直流端电连接。
在其中一个实施例中，电池组包括多个串联的磷酸铁电池。
在其中一个实施例中，还包括绝缘检测装置，绝缘检测装置分别电连接储能装置和储能管理装置电连接。
在其中一个实施例中，储能监控终端和储能后台设备通过无线公网通信连接；储能监控终端分别通过以太网或LAN总线连接储能管理装置和双向换流装置。
在其中一个实施例中，储能状态信息包括剩余电量、第一状态信息；第一状态信息指示储能装置处于正常或异常状态；
储能监控后台设备用于，获取当前电网负荷，根据当前电网负荷、剩余电量、第一状态信息和换流状态信息，确定充放电信息，并发送至储能监控终端。
另一方面，本发明实施例还提供一种储能供电箱，包括箱体和上述的储能供电***，储能供电***设置于箱体内。
上述储能供电***和储能供电箱，通过储能管理装置和双向换流装置上报储能状态信息和换流状态信息，并由储能监控终端和储能监控后台设备实时判断充放电需求，控制储能装置充放电。当电网负荷高时，可稳定为电网提供额外电能，保障电力供应和电网安全运行；在电网负荷低时，自动进行充电，完成电能储备，充分利用电网剩余电力，节能环保，稳定可靠。
附图说明
通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1为一个实施例中储能供电***的结构示意图；
图2为另一个实施例中储能供电***的结构示意图；
图3为又一个实施例中储能供电***的结构示意图；
图4为一个实施例中储能供电***的电路示意图；
图5为图4所示实施例接入电网的电路示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种储能供电***，包括：储能装置10、储能管理装置20、双向换流装置30、储能监控终端40以及设置在电网控制中心的储能监控后台设备50。
储能装置10和双向换流装置30的直流端电连接，双向换流装置30的交流端用于接入电网，储能装置10和储能管理装置20电连接，储能监控终端40分别与储能管理装置20、双向换流装置30以及储能监控后台设备50通信连接。
储能管理装置20，用于监测储能装置10的运行状态，将储能状态信息发送至储能监控终端40，并从储能监控终端40接收充放电指令，控制储能装置10充放电；储能状态信息标示储能装置10的运行状态。
储能监控终端40，用于将接收的换流状态信息和储能状态信息转发至储能监控后台设备50，并从储能监控后台设备50接收充放电信息，根据充放电信息，发送充放电指令至储能监控终端40；换流状态信息表示双向换流装置30的运行状态。
具体而言，储能管理装置20监测储能装置10的运行状态(例如充放电状态、剩余电量、是否故障等)上报储能状态信息至储能监控终端40。双向换流装置30可双向进行换流，将直流电转换为交流电或将交流电转换为直流电。双向换流装置30的监测端连接储能监控终端40，上报双向换流装置30的换流状态信息，例如正常、异常。
当电网处于负荷高峰时，储能监控后台设备50根据储能状态信息和换流状态信息，发送放电信息，通过储能监控终端40接收识别放电信息，下发放电指令至储能管理装置20，储能管理装置20控制储能装置10放电，双向换流装置30将储能装置10输出的直流电转换为交流电输出值电网中，为负载供电。
当电网不在负荷高峰时，储能监控后台设备50根据储能状态信息和换流状态信息，发送充电信息，通过储能监控终端40接收识别充电信息，下发充电指令至储能管理装置20，储能管理装置20控制储能装置10充电，双向换流装置30将电网的交流电转换为直流电输入储能装置10，为储能装置10充电。
其中，双向换流装置30可以是双向换流器PCS。
上述储能供电***，当电网负荷高时，可稳定为电网提供额外电能，保障电力供应和电网安全运行；在电网负荷低时，自动进行充电，完成电能储备，充分利用电网剩余电力，节能环保，稳定可靠。
在一个实施例中，储能状态信息包括剩余电量、第一状态信息；第一状态信息指示储能装置10处于正常或异常状态。
储能监控后台设备50用于，获取当前电网负荷，根据当前电网负荷、剩余电量、第一状态信息和换流状态信息，确定充放电信息，并发送至储能监控终端40。
具体而言，储能监控后台设备50可以是电网总控服务器，储能监控后台设备50中会进行储能装置10充放电的判定流程，包括：获取当前电网负荷、储能状态信息和换流状态信息，根据当前电网负荷、剩余电量、第一状态信息和换流状态信息判定充电信息或放电信息，并发送至储能监控终端40。储能监控终端40接收充电信息或放电信息，识别转换为充电指令或放电指令发送至储能管理装置20。储能管理装置20接收充电指令或放电指令，控制储能装置10充电或放电。其中，换流状态信息表示双向换流器是否正常运行。
进一步的，当储能监控后台设备50进行以下判断：
在当前电网负荷大于高峰负荷阈值、第一状态信息为正常运行、剩余电量大于放电阈值、且换流状态信息为正常运行时，发送放电信息至储能监控终端40。
在当前电网负荷小于平均负荷阈值、第一状态信息为正常运行、剩余电量小于满电阈值、且换流状态信息为正常运行时，发送充电信息至储能监控终端40。
其中，高峰负荷阈值、平均负荷阈值为预设值，由电力工程师根据供电负荷统计数据预设。高峰负荷阈值大于平均负荷阈值。满电阈值为储能装置10充满电时的电量值。
在一个实施例中，储能监控后台设备50中的判定流程包括：
在夜间预设时段，若剩余电量小于满电阈值，则发送充电信息至储能监控终端40。使储能装置10在夜间用电负荷谷值期自动充电。夜间预设时段可以根据经验设定，例如22:00-4:00。
在一个实施例中，还包括温控装置60，温控装置60用于检测储能装置10的温度，并控制储能装置10的温度在一定范围内。温控装置60保障储能装置10在安全温度下工作，减少储能装置10因高温造成损耗或安全隐患。
进一步的，在一个实施例中，如图2所示，温控装置60包括温度检测模块61和灭火装置62，温控检测模块61连接灭火装置62，用于当储能装置10的温度高于阈值时启动灭火装置62。
在一个实施例中，温度检测模块由储能装置10供电，储能装置10通过DC/AC转换器连接温度检测模块，为温度检测模块提供交流供电。
在一个实施例中，储能装置10包括多个串联的电池组。在另一个实施例中，储能装置10包括多个并联的电池组，电池组并联后与双向换流装置30的直流端电连接。相比串联的电池组，电池组并联可减少因个别电池故障导致储能装置10异常，当其中一组电池出现故障也不会影响其他电池组工作。优选的，一个电池组包括多个串联的磷酸铁电池。
其中，储能管理装置20可以是电池管理***BMS，它由多个检测模块和主控模块CCU组成。各检测模块电连接主控模块CCU。各检测模块设置在各电池组上，用于检测电池的状态，主控模块CCU接收各检测模块的检测结果，处理后得到储能状态信息。储能模块通过DC/DC转换器为主控模块CCU提供12V或24V的直流供电。
在一个实施例中，如图3所示，还包括直流汇流装置70，直流汇流装置70一端与各电池组电连接，另一端与双向换流装置30的直流端电连接。
在一个实施例中，还包括绝缘检测装置，绝缘检测装置分别电连接储能装置10和储能管理装置20电连接，用于检测储能装置10和储能管理装置20的绝缘保护是否正常。具体的，绝缘检测装置可由储能模块通过DCDC转换器提供直流供电。
在一个实施例中，储能监控终端40和储能后台设备通过无线公网通信连接；储能监控终端40分别通过以太网或LAN总线连接储能管理装置20和双向换流装置30。具体的，无线公网通信包括但不限于2G、3G、4G、5G制式的无线通信。
另一方面，本发明实施例还提供一种储能供电箱，包括箱体和上述的储能供电***，储能供电***设置于所述箱体内。其中，箱体可以是集装箱。储能供电箱可搭载在运输工具上，移动的为电网提供额外电源供电，更加灵活便捷，易于部署调度。
在一个具体实施例中，提供一种1MWh储能供电箱，如图4、5所示，储能装置10包括14个并联的电池组，每个电池组由4箱134.4V/160Ah的磷酸铁锂电池串联而成，由电池管理***BMS负责电池组的管理。14个电池组安装在两排电池架上，设置于集装箱两侧。14个电池组的正极并联接入250W双向换流器的直流正极端，14个电池组的负极并联接入250W双向换流器的直流负极端。250W双向换流器的交流端分为三个分别接入入网配电柜的三项电接口，通过入网配电柜接入电网中。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种储能供电***，其特征在于，包括：储能装置、储能管理装置、双向换流装置、储能监控终端以及设置在电网控制中心的储能监控后台设备；
所述储能装置和所述双向换流装置的直流端电连接，所述双向换流装置的交流端用于接入电网，所述储能装置和所述储能管理装置电连接，所述储能监控终端分别与所述储能管理装置、所述双向换流装置以及所述储能监控后台设备通信连接；
所述储能管理装置，用于监测所述储能装置的运行状态，将储能状态信息发送至所述储能监控终端，并从所述储能监控终端接收充放电指令，控制所述储能装置充放电；所述储能状态信息标示所述储能装置的运行状态；
所述储能监控终端，用于将接收的换流状态信息和所述储能状态信息转发至所述储能监控后台设备，并从所述储能监控后台设备接收充放电信息，根据所述充放电信息，发送所述充放电指令至所述储能监控终端；所述换流状态信息表示所述双向换流装置的运行状态。
2.根据权利要求1所述的储能供电***，其特征在于，还包括温控装置，所述温控装置用于检测所述储能装置的温度，并控制所述储能装置的温度在一定范围内。
3.根据权利要求2所述的储能供电***，其特征在于，所述温控装置包括温度检测模块和灭火装置，所述温控检测模块连接所述灭火装置，用于当所述储能装置的温度高于阈值时启动灭火装置。
4.根据权利要求3所述的储能供电***，其特征在于，所述储能装置包括多个并联的电池组，所述电池组并联后与所述双向换流装置的直流端电连接。
5.根据权利要求4所述的储能供电***，其特征在于，还包括直流汇流装置，所述直流汇流装置一端与各所述电池组电连接，另一端与所述双向换流装置的直流端电连接。
6.根据权利要求5所述的储能供电***，其特征在于，所述电池组包括多个串联的磷酸铁电池。
7.根据权利要求6所述的储能供电***，其特征在于，还包括绝缘检测装置，所述绝缘检测装置分别电连接所述储能装置和所述储能管理装置电连接。
8.根据权利要求7所述的储能供电***，其特征在于，所述储能监控终端和所述储能后台设备通过无线公网通信连接；所述储能监控终端分别通过以太网或LAN总线连接所述储能管理装置和所述双向换流装置。
9.根据权利要求1所述的储能供电***，其特征在于，所述储能状态信息包括剩余电量、第一状态信息；所述第一状态信息指示所述储能装置处于正常或异常状态；
所述储能监控后台设备用于，获取当前电网负荷，根据所述当前电网负荷、所述剩余电量、第一状态信息和换流状态信息，确定所述充放电信息，并发送至所述储能监控终端。
10.一种储能供电箱，其特征在于，包括箱体和如权利要求1至9任意一项所述的储能供电***，所述储能供电***设置于所述箱体内。
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