應用于電網的移動儲能系統技術方案

本實用新型專利技術揭示了一種應用于電網的移動儲能系統，包括蓄電池、電池管理系統（BMS)、功率轉換系統(PCS)，能量管理系統(EMS)；本實用新型專利技術的優點在于系統通過各個元器件之間的配合，以及參數要求，實現100kw大容量電池為電網充放電的功能，并保證能確保整個系統工作的穩定性和可靠性。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本技術揭示了一種應用于電網的移動儲能系統，包括蓄電池、電池管理系統（BMS)、功率轉換系統(PCS)，能量管理系統(EMS)；本技術的優點在于系統通過各個元器件之間的配合，以及參數要求，實現100kw大容量電池為電網充放電的功能，并保證能確保整個系統工作的穩定性和可靠性?！緦＠f明】應用于電網的移動儲能系統
本技術涉及利用大容量電池組接入電網，根據電網狀態為電網進行充放電操作的移動儲能系統。
技術介紹
長久以來，由于儲能技術的不成熟，電能難以存儲，所以在傳統的電力系統中，發電、輸電、配電、用電幾乎是同時進行的，電網通過調度的手段來保證電能的實時平衡。而當今社會，在新能源大規模接入、微電網大規模發展、智能電網如火如荼規劃的背景下，各種新的問題逐漸凸顯，儲能系統越來越成為現代電力系統中不可或缺的重要組成部分。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是實現一種能夠為電網充放電的IOOkw功率的移動儲能系統。為了實現上述目的，本技術采用的技術方案為:一種應用于電網的移動儲能系統，包括蓄電池、電池管理系統(BMS)、功率轉換系統(PCS)，能量管理系統(EMS)；所述的蓄電池由若干電池模塊串聯組成，每個所述的電池模塊由若干電池單體并聯構成，所述的電池管理系統包括采集每個電池單體信號的電池管理模塊和采集每個電池模塊信號的電池管理單元。所述功率轉換系統包括主電路和控制器，其主電路的直流母線連接蓄電池并經開關元件、濾波電容連接至電壓源變換器，所述的電壓源變換器經網側濾波器、并網開關連接至電網，所述的濾波電容并聯有預充電電路；所述的控制器包括核心控制器，以及與核心控制器連接的網側ADC模塊、直流側ADC模塊、驅動及功率保護電路，所述的網側ADC模塊連接VSC網側電流采集單元、PCS網側的電流采集單元、PCS網側的并網開關，以及電網上的電壓采集單元，所述的直流側ADC模塊連接蓄電池電壓采集單元、蓄電池輸出端電流采集單元、蓄電池輸出端的開關以及直流側電源采集單元，所述的驅動及功率保護電路連接VSC ；所述的功率轉換系統輸入信號至電池管理系統，所述的電池管理系統和功率轉換系統均與能量管理系統通信。一個電池管理模塊采集一個電池模塊內每個電池單體的信號，所述的電池單體為磷酸鐵鋰電池。所述的電池管理系統控制采樣按照以下參數執行:單體電池電壓和端電壓采樣周期:< 0.2s ;單體電池電壓采樣各采樣點時間允許誤差:< 2ms ;單體電池采樣分辨率:3mV ；單體電池電壓采樣精度:< ± 0.2% ；模塊電壓米樣分辨率:0.0lV ；模塊電壓米樣精度:≤±0.5% ；溫度測量精度:≤±2°C ;電池組充放電電流測量精度:≤±0.3A(≤30A)，≤ ±1%(>30A)；SOC 估算精度..≤ 6% (S0C ≤ 85%), ≤ 10% (85%>S0C>30%), ≤ 6% (S0C ≤ 30%)；均衡放電電流最大值:80mA。所述的網側濾波器為是由兩個電感和一個電容構成的LCL濾波器，L為變流器側電感值取值145-155 μ H，LS為網側電感值取值295-305 μ H，電容取值6.2-6.5 μ F ;所述的濾波電容取值2.5mF ;所述的開關元件和并網開關采用IGBT，每個所述的IGBT采用型號為富士 2MBI600VN - 120 - 50，其耐壓值為1200V，最大允許直流電流為600A。所述的核心控制器包括FPGA芯片、DSP、電源電路和實時以太網接口，所述的核心控制器還設有RS232接口，并通過RS232接口連接輸入設備。所述的電池管理系統和功率轉換系統中分別設有光纖從站，并相互通過光纖連接，所述的光纖從站分別連接到能量管理系統中的光纖模塊主站；電池管理系統中的主控制器、功率轉換系統中的主控制器分別與各自的接口單元間以及能量管理系統主控制器與光纖模塊主站間均采用EnterCAT以太網連接。移動儲能系統安裝在車載集裝箱內，密封的車載集裝箱本體內部兩側固定有機架，中間設有檢修通道，并在一端設有檢修門，每側機架有若干層，蓄電池分別固定在機架內，與所述的蓄電池連接的交流電纜和信號光纖連接至集裝箱外，所述的集裝箱設有通氣排風口和空調，且功率轉換系的交流電纜接口和電池管理系統的信號光纖的出口置于集裝箱底面。所述的集裝箱內的空調系統和照明系統；所述空調系統的空調管道設置在集裝箱殼體內，所述空調管道的主送風段內沿送風方向依次設有進風閥、過濾網、風機和表冷段；所述照明系統的內頂燈安裝在集裝箱內的頂部，所述的內頂燈由照明配電柜供電，所述的供電線路設有照明開關。所述的空調管道還設有送風支管，其出風口設在集裝箱頂部和四壁，所述的移動儲能設備的蓄電池通過位于集裝箱內兩側的機架固定，所述的蓄電池與集裝箱內壁之間具有散熱間隙，所述的蓄電池的每個電池組單元所對應的集裝箱內壁上均設有送風支管的出風口，且每個電池組單元上均固定有溫度傳感器，所述的溫度傳感器均將采集的溫度信號輸送至控制器。每個所述的電池組照明燈由電池組照明燈開關中的一個開關控制，且控制相應電池組照明燈的電池組照明燈開關設在該照明燈旁邊的機架上，所述的電池組照明燈開關與控制器連接。本技術的優點在于系統通過各個元器件之間的配合，以及參數要求，實現IOOkw大容量電池為電網充放電的功能，并保證能確保整個系統工作的穩定性和可靠性?！緦＠綀D】【附圖說明】下面對本技術說明書中每幅附圖表達的內容及圖中的標記作簡要說明:圖1為移動儲能系統結構框圖；圖2為PCS系統的主電路拓撲結構；圖3為控制系統模塊圖；圖4為PCS的簡化單相電路模型；圖5為空調系統結構框圖；圖6為照明系統結構框圖；上述圖中的標記均為:1、進風閥；2、過濾網；3、風機；4、表冷段；5、壓差傳感器；6、壓差開關；7、進風溫度傳感器；8、出風溫度傳感器；9、照明開關；10、照明配電柜；11、內頂燈；12、外頂燈；13、集裝箱位置燈；14、電池組照明燈開關；15、電池組照明燈?！揪唧w實施方式】下面對照附圖，通過對實施例的描述，本技術的【具體實施方式】如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進一步詳細的說明，以幫助本領域技術人員對本技術的技術構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。應用于電網的移動儲能系統主要由蓄電池、電池管理系統、功率轉換系統、能量管理系統和集裝箱內輔助設置構成，下面就各個部件詳細說明:移動儲能電池系統包括蓄電池和電池管理系統，蓄電池由若干電池模塊串聯組成，每個所述的電池模塊由若干電池單體并聯構成，電池單體采樣磷酸鐵鋰電池，磷酸鐵鋰是用作大容量電力儲能電池的首選材料，在綜合性能、安全、成本、環保、技術成熟度等方面均滿足需求，故本項目選擇磷酸鐵鋰電池(LiFeP04，簡稱LFP)作為儲能載體。電池管理系統(BMS)是管理蓄電池的單元是用于監測、評估以及保護電池運行狀態的電子設備集合，能有效地監測電池的各種狀態(電壓、電流、溫度、S0C、S0H等)，能對蓄電池充、放電過程進行安全管理，對蓄電池可能出現的故障進行報警和應急保護處理，對蓄電池的運行進行優化本文檔來自技高網...

【技術保護點】
應用于電網的移動儲能系統，其特征在于：包括蓄電池、電池管理系統、功率轉換系統和能量管理系統；?所述的蓄電池由若干電池模塊串聯組成，每個所述的電池模塊由若干電池單體并聯構成，所述的電池管理系統包括采集每個電池單體信號的電池管理模塊和采集每個電池模塊信號的電池管理單元；?所述功率轉換系統包括主電路和控制器，其主電路的直流母線連接蓄電池并經開關元件、濾波電容連接至電壓源變換器，所述的電壓源變換器經網側濾波器、并網開關連接至電網，所述的濾波電容并聯有預充電電路；?所述的控制器包括核心控制器，以及與核心控制器連接的網側ADC模塊、直流側ADC模塊、驅動及功率保護電路，所述的網側ADC模塊連接VSC網側電流采集單元、PCS網側的電流采集單元、PCS網側的并網開關，以及電網上的電壓采集單元，所述的直流側ADC模塊連接蓄電池電壓采集單元、蓄電池輸出端電流采集單元、蓄電池輸出端的開關以及直流側電源采集單元，所述的驅動及功率保護電路連接VSC；?所述的功率轉換系統輸入信號至電池管理系統，所述的電池管理系統和功率轉換系統均與能量管理系統通信。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡旭，姜廣宇，王海松，李睿，曹云峰，
申請(專利權)人：安徽啟光能源科技研究院有限公司，
類型：新型
國別省市：安徽;34