CN211480994U - 储能集装箱及其自用电节能***和储能*** - Google Patents

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张理
琚洋
丁贤兵
杨宗军
邹绍琨
张彦虎
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Abstract

本实用新型提供一种储能集装箱及其自用电节能***和储能***，通过在储能集装箱中设置能量回收装置，经由导热材料将储能集装箱内部的电池模组产生的热量传递给能量回收装置，实现热能的传导，减少了电池模组的风扇能耗，实现***节能；并且，能量回收装置在冷热温差的工况下产生电压电流，将热能转换成电能，然后通过第一DC/DC变换器供储能集装箱内的自用电设备使用，无需光伏供电，实现了效率的提高；另外，储能集装箱的工作环境有利于能量回收装置的运作，无需另购电能变换装置和电能存储装置，***成本低。

Description

储能集装箱及其自用电节能***和储能***
技术领域
本实用新型涉及电力储能技术领域，特别涉及一种储能集装箱及其自用电节能***和储能***。
背景技术
随着日常生活中风力发电、太阳能发电的普及与应用，国家对于电力***的建设越来越重视。传统的电力***一直都是发、供、用同时完成，但是，由于风力变化以及昼夜交替，使得用户的用电需要不能得到匹配。由此，储能电站成为目前行业内研究的重点方向。储能电站中包括储能集装箱，其中，储能集装箱是一种内部高度集成的储能装置，具有占地面积小、安装灵活、移动性扩展性好等特点。
目前，经过统计发现，储能集装箱自用电损耗较大，特别是在***运行和空调开启时，其自用电的损耗会出现激增的现象，大量的电能损耗导致***效率降低。现有技术中通过在储能集装箱的顶部安装光伏，为储能集装箱自用电供电以减少自用电的成本。但是，通过安装光伏为储能集装箱提供能量，会导致在夜间光伏无电的情况下，储能集装箱自用电依旧需要从电网取电，***效率仍然存在效率低下的问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型实施例提供一种储能集装箱及其自用电节能***和储能***，以提高储能集装箱的效率。
为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：
本实用新型第一方面提供了一种储能集装箱的自用电节能***，包括：能量回收装置、导热材料和第一DC/DC变换器；其中：
所述能量回收装置的热端，通过所述导热材料与所述储能集装箱内部的电池模组实现物理连接；
所述能量回收装置的输出端，与所述第一DC/DC变换器的输入端电气连接；
所述第一DC/DC变换器的输出端，与所述储能集装箱内部BCP(BatteryConlletion Panel，电池汇流柜)的汇总测及PCS(Power Conversion System，储能逆变器)的直流侧电气连接。
优选的，所述能量回收装置还通过自身的冷端，接收所述储能集装箱内部空调风道的冷量。
优选的，所述能量回收装置为热电材料。
优选的，所述能量回收装置为半导体温差发电装置。
本实用新型第二方面提供了一种储能集装箱，包括：BMS(Battery ManagementSystem，电池管理***)、BCP、PCS、低压变压器、配电柜、空调、消防设备、风扇、多个电池模组以及上述任一所述的储能集装箱的自用电节能***；其中：
所述BCP的分支侧多个分支端分别与对应的电池模组串联支路相连；所述电池模组串联支路中包括至少一个电池模组；
所述BCP的汇总侧分别与所述PCS的直流侧及所述自用电节能***相连；
所述PCS的交流侧，依次通过所述低压变压器和所述配电柜为所述空调、所述消防设备及所述风扇供电，并与外界进行电能传输；
所述PCS内的控制器还通过所述BMS实现对于各个电池模组的管理。
本实用新型第三方面提供了一种储能***，包括：中压变压器、并网柜以及上述所述的储能集装箱；其中：
所述储能集装箱依次通过所述中压变压器和所述并网柜，连接电网。
优选的，还包括：至少一个光伏组串和至少一个第二DC/DC变换器；
所述第二DC/DC变换器的输入端连接至少一个所述光伏组串；
所述第二DC/DC变换器的输出端与所述PCS的直流侧相连。
优选的，所述光伏组串设置于所述储能集装箱的顶部。
本实用新型提供的储能集装箱的自用电节能***，通过在储能集装箱中设置能量回收装置，经由导热材料将所述储能集装箱内部的电池模组产生的热量传递给所述能量回收装置，实现热能的传导，减少了所述电池模组的风扇能耗，降低了储能集装箱的空间总热量，实现***节能；并且，所述能量回收装置在冷热温差的工况下产生电压电流，将热能转换成电能然后通过第一DC/DC变换器供储能集装箱内的自用电设备使用，无需光伏供电，既可节约光伏设置成本又可避免其夜间不能产电的问题，只要储能集装箱运行使其电池模组产热，即可通过该能量回收装置进行能量回收再利用，进而相比现有技术实现了效率的提高。
附图说明
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型申请实施例提供的一种储能集装箱的自用电节能***的结构示意图；
图2为本实用新型申请实施例提供的一种储能集装箱的自用电节能***的另一结构示意图；
图3为本实用新型申请实施例提供的一种储能集装箱的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提供一种储能集装箱的自用电节能***，以提高储能集装箱的效率。
请参见图1，该储能集装箱的自用电节能***包括：能量回收装置101、导热材料102和第一DC/DC变换器103；其中：
能量回收装置101的热端，即其吸收传递热量的一端，通过导热材料102 与储能集装箱内部的电池模组104实现物理连接。
能量回收装置101的冷端接收冷量的方式，可以选择自然冷却的方式，也可以选择空调风道传输的方式(如图2中的108所示)、接收储能集装箱内部空调风道108的冷量，进一步扩大其热端与冷端之间的热量差、得到更多的热能。实际应用中，冷端接收冷量的方式可以视其应用情况而定，此处不做具体限定，均在本申请的保护范围内。
储能集装箱内部的电池模组104在运行过程中会产生热量，这些热量由导热材料102吸收并传递给能量回收装置101的热端，该能量回收装置101 将回收到的这些热量与其冷端之间形成的热能转化为电能，以实现对储能集装箱内原有电池模组104余热的充分利用，提高能量的使用率，进而提升***效率。并且，导热材料102带走电池模组104运行时产生的热量，不仅能够使能量回收装置101回收利用，还能减少电池模组104的风扇能耗，降低储能集装箱空间的总热量，实现***的节能。
能量回收装置101的输出端，与第一DC/DC变换器103的输入端电气连接。
第一DC/DC变换器103的输出端，与储能集装箱内部BCP 105的汇总测及PCS 106的直流侧电气连接。所述物理连接或者所述电气连接的具体连接方式可以视其应用情况而定，此处不做具体限定，均在本申请的保护范围内。
能量回收装置101转化得到的电能经由第一DC/DC变换器103，汇入直流母线，转换为与直流母线电压相同的电压，相应的电能既可以通过PCS106转化为交流电，供给储能集装箱原有的配电柜107，以便空调、消防设备、风扇等自用电设备的直接使用；也可以通过储能集装箱内部的BCP105将多余的电能直接存储到储能集装箱内部的电池模组104内。
优选的，能量回收装置101是热电材料，更为优选的，可以为一种半导体温差发电装置。当然，并不仅限于此，实际应用中，可以视其具体应用环境而定，能够实现能量回收功能的选择都在本申请的保护范围内。
该储能集装箱在配备有上述自用电节能***之后，其具体的工作过程为：
(1)储能集装箱开机：
即储能集装箱由待机状态转入运行状态；同时，空调由待机状态进入制冷运行状态、电池模组进行充放电工作状态。
(2)能量的回收和转换：
导热材料吸收电池模组所产生的热量并传递给能量回收装置的热端；同时，空调风道传递冷量至能量回收装置的冷端，进而使能量回收装置通过热端接收由导热材料传递的热量，并通过冷端接收空调风道传递的冷量；然后能量回收装置在冷热温差的工况下满足运行要求，产生电压电流，将***内多余的热能转换为电能，此时的电能为直流电。
(3)电能的分配：
能量回收装置转换得到的电能，通过第一DC/DC变换器汇入直流母线，以实现对于空调、消防设备、风扇等自用电设备的供电，或者实现多余电能的存储。
本实施例提供的该储能集装箱的自用电节能***，通过利用能量回收装置的能量转换功能，充分利用集装箱内原有的电池余热和制冷环境，将储能集装箱内部多余热量的再利用，增大了节能效果，降低了自用电设备使用过程中对电网或者光伏电能的获取，提高了储能集装箱的效率。并且，通过自用电的自给自足，充分利用***内浪费的能量进行回收处理，无需光伏发电，避免了夜间不能产电问题，实现***效率的提高。
本实用新型另一实施例还提供了一种储能集装箱，如图3，包括：BMS、 BCP、PCS、低压变压器、配电柜、空调、消防设备、风扇、多个电池模组以及上述任一所述的储能集装箱的自用电节能***；其中：
BCP的分支侧多个分支端分别与对应的电池模组串联支路相连；所述电池模组串联支路中包括至少一个电池模组。
BCP的汇总侧分别与PCS的直流侧及自用电节能***相连。
PCS的交流侧，依次通过低压变压器和配电柜为空调、消防设备及风扇供电，并与外界进行电能传输。
PCS内的控制器还通过BMS实现对于各个电池模组的管理。
本实施例提供的储能集装箱，其中，自用电节能***输出直流电，既可以通过PCS将直流电转换为交流电，然后通过低压变压器输送到储能集装箱内的配电柜中，以供空调、消防设备、风扇等自用电设备使用，又可以通过 BCP存储在多个电池模组中，解决了现有技术中通过安装光伏来解决储能集装箱供能问题导致***的效率低下的问题。而且，本实施例中的PCS可以实现电能变换装置的功能，电池模组可实现电能的存储，应用该储能集装箱时，无需另外添加电能变换装置和电能存储装置，实现成本低。因此，本实施例提供的该储能集装箱，其工作环境有利于能量回收装置的运作，无需另购电能变换装置和电能存储装置，节约了额外成本。
本实用新型另一实施例还提供了一种储能***，在上一实施例与图3的基础上，包括：中压变压器、并网柜以及上述所述的储能集装箱；其中：
储能集装箱依次通过中压变压器和并网柜，连接电网。
本实施例提供的储能***，通过能量回收装置转化的电能，除了实现上述两个功能以外，还可以经过第一DC/DC变换器(如图3中所示的DC/DC)与 PCS之后，经由中压变压器进行一定的电压抬高，然后由并网柜进行并网保护，保障并网的安全可靠，最后将电能输送至电网(如图3中所示的市电)中使用，实现了电能的重复利用，节省成本。
优选的，该储能***还包括：至少一个光伏组串和至少一个第二DC/DC 变换器。
第二DC/DC变换器的输入端连接至少一个光伏组串；
第二DC/DC变换器的输出端与PCS的直流侧相连，其功能与第一DC/DC 变换器相同，用于将电能汇入直流母线中，转换为与直流母线电压相同的电压。
本实施例增加的光伏组串能够将吸收的太阳能转换为电能，以供自用电设备的使用，或者储存于电池模组中，又或者实现并网；尤其是在能量回收装置故障时，能够代替能量回收装置，确保自用电设备的供电。
本实施例通过增加光伏组串与第二DC/DC变换器，使该储能***在能量回收装置出现故障时，依旧有电能的传输，确保了***的完善性。
优选的，储能***中的光伏组串设置于储能集装箱的顶部，能够确保光照接收，并且不会增加储能***的占地面积。
本实用新型中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种储能集装箱的自用电节能***，其特征在于，包括：能量回收装置、导热材料和第一DC/DC变换器；其中：
所述能量回收装置的热端，通过所述导热材料与所述储能集装箱内部的电池模组实现物理连接；
所述能量回收装置的输出端，与所述第一DC/DC变换器的输入端电气连接；
所述第一DC/DC变换器的输出端，与所述储能集装箱内部电池汇流柜BCP的汇总测及储能逆变器PCS的直流侧电气连接。
2.根据权利要求1所述的储能集装箱的自用电节能***，其特征在于，所述能量回收装置还通过自身的冷端，接收所述储能集装箱内部空调风道的冷量。
3.根据权利要求1所述的储能集装箱的自用电节能***，其特征在于，所述能量回收装置为热电材料。
4.根据权利要求3所述的储能集装箱的自用电节能***，其特征在于，所述能量回收装置为半导体温差发电装置。
5.一种储能集装箱，其特征在于，包括：电池管理***BMS、BCP、PCS、低压变压器、配电柜、空调、消防设备、风扇、多个电池模组以及如权利要求1-4任一所述的储能集装箱的自用电节能***；其中：
所述BCP的分支侧多个分支端分别与对应的电池模组串联支路相连；所述电池模组串联支路中包括至少一个电池模组；
所述BCP的汇总侧分别与所述PCS的直流侧及所述自用电节能***相连；
所述PCS的交流侧，依次通过所述低压变压器和所述配电柜为所述空调、所述消防设备及所述风扇供电，并与外界进行电能传输；
所述PCS内的控制器还通过所述BMS实现对于各个电池模组的管理。
6.一种储能***，其特征在于，包括：中压变压器、并网柜以及如权利要求5所述的储能集装箱；其中：
所述储能集装箱依次通过所述中压变压器和所述并网柜，连接电网。
7.根据权利要求6所述的储能***，其特征在于，还包括：至少一个光伏组串和至少一个第二DC/DC变换器；
所述第二DC/DC变换器的输入端连接至少一个所述光伏组串；
所述第二DC/DC变换器的输出端与所述PCS的直流侧相连。
8.根据权利要求7所述的储能***，其特征在于，所述光伏组串设置于所述储能集装箱的顶部。
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