[发明专利]一种用于主动配电网的复合储能电站及其配电方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网系统中的储能电站，并且尤其涉及一种用于主动配电网的复合储能电站及其配电方法。

背景技术

随着经济的持续增长和气候变化问题的日益严峻，大力发展新能源已经成为我国能源战略调整、转变电力发展方式的重要内容。可持续性是未来电网的基础特征，主动配电网是具备组合控制各种分布式能源（分布式电源、可控负荷、储能、需求侧管理等）能力的配电网络，其目的是加大配电网对于可再生能源的接纳能力、提升配电网资产的利用率、延缓配电网的升级投资，以及提高用户的用电质量和供电可靠性。

主动配电网通过储能电站来进行能量的转移和调配，所以根据负荷的要求、系统的特性、以及追求的技术性能和经济指标的不同，要求储能系统既响应系统的动态变化，也对应负荷调节（调峰）、紧急电源的需求。这时就要采用多种储能技术。多元复合储能就是将具有快速响应特性的储能系统和具有大容量储能特性的储能系统联合使用、协调控制，从而最大限度地发挥储能技术的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于主动配电网的复合储能电站及其配电方法，将能量型储能系统、功率型储能系统和平衡型储能系统联合使用，解决主动配电网中能够自主协调控制间歇式新能源与储能装置等分布式电源单元，积极消纳可再生能源并确保网络的安全经济运行的作用。

为了达到上述目的，本发明的第一个技术方案是提供一种用于主动配电网的复合储能电站，该复合储能电站包含：

复合储能协调控制系统，双向逆变器，以及三类储能系统：能量型储能系统、功率型储能系统、兼顾型储能系统；

所述双向逆变器根据储能系统类型及功率大小的不同设置有三类；这三类双向逆变器分别与相匹配的三类储能系统对应连接； 

所述复合储能协调控制系统通过分别连接主动配电网、三类储能系统及其对应的双向逆变器，来监测所述主动配电网及电站中各设备的实时状态并控制这些设备完成各自工作：

所述复合储能协调控制系统通过控制对应的双向逆变器，将来自所述主动配电网中分布式能源的电能用来对三类储能系统进行充电，以及将三类储能系统的电能按照要求输入到主动配电网，以平衡电网负荷。

优选地，所述复合储能电站中进一步包含变压器，将来自所述主动配电网的高压电转换为低压电，并将该低压电提供给所述双向逆变器以便为对应的储能系统充电；所述变压器还将来自所述双向逆变器的低压电转换为所述主动配电网相对应的高压电，并将该高压电输送到主动配电网上。

优选地，所述复合储能电站中进一步包含交流配电柜，其中汇集着三类双向逆变器交流母线；所述复合储能协调控制系统与所述交流配电柜通讯，以便通过所述交流配电柜内设置的断路器来控制三类储能系统的开关。

优选地，所述复合储能电站进一步包含温控系统，其受到与之连接的所述复合储能协调控制系统监测及控制；所述温控系统中设置有工业空调及其控制系统，来保证该复合储能电站及其中各储能系统的温度都保持在合适的区间内。

优选地，所述复合储能电站进一步包含安防系统，其受到与之连接的所述复合储能协调控制系统监测及控制；所述安防系统中设置有自动灭火装置、传感器、报警器，以及这些装置的控制系统。

优选地，所述能量型储能系统中的储能种类是铅酸电池、液流电池或抽水储能，来保证主动配电网中的持续稳态用电；

所述功率型储能系统中的储能种类是钛酸锂电池、超级电容器储能或飞轮储能，来保证主动配电网中的短时高倍率用电冲击；

所述兼顾型储能中的储能种类是磷酸铁锂电池、铅碳电池或压缩空气储能，来兼顾长时间稳态运行和短时高倍率用电冲击，制衡能量型储能系统和功率型储能系统的极限出力。

一个优选的实施例中，所述复合储能电站中，所述能量型储能系统由铅酸电池组成，所述功率型储能系统由钛酸锂电池组成，所述兼顾型储能系统由磷酸铁锂电池组成。

本发明的第二个技术方案是提供一种根据上述复合储能电站实施的配电方法：所述复合储能电站工作在一个充电模式时，由电站中的复合储能协调控制系统执行以下操作：

将主动配电网上分布式能源满足负载需求后的多余电能，通过所述复合储能协调控制系统分配给电站中的三类储能系统，由所述复合储能协调控制系统根据储能系统可持续充电时间长度和最大功率信息向各储能系统分配相应的电量：