[实用新型]一种微网镍氢电池储能系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种主要应用于城市楼宇、园区、社区等建筑上的微网镍氢电池储能系统。 

背景技术

城市经济发展引发了一系列的社会问题，如人口增长、能源危机、环境污染、自然灾害等，其中城市用电短缺尤为严重。 

城市用电问题具体表现在以下方面：城市用电紧张，大规模的停电和缺电，碳排放的居高不下；计划用电与发电不匹配，用电负荷时段不均匀，造成供需矛盾和资源浪费；新能源的应用比例低，例如风能、太阳能的入网比例低，而电网消纳更低，新能源的浪费严重。 

传统的解决方案如建设火电站、建设抽水蓄能电站、城市间电力调配方式仍然没有摆脱传统的能源生产和利用方式，不能从根本上解决问题。 

大力发展基于用户侧的微网系统，提高可再生能源和新能源的利用率，提升能源的利用效率，减少碳排放，正逐渐成为共识。微网系统是以集成3S(BMS+PCS+EMS)技术为核心，由分布式新能源发电系统、分布式储能平台、负荷节能系统、能源管理系统汇集而成的小型发、配、储、输、送的电力系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。 

电池储能系统作为分布式储能平台的重要组成部分，起着高效调配供电和用电之间的矛盾，通过电池储能系统的能量存储和释放来实现能量供需平衡和微网功率平衡，可以有效解决分布式发电的间隙性、不稳定性、低可靠性、低安全性的缺陷，是微网系统的关键子系统。但是，电池储能系统也存在成本偏 高，需要大量的电池进行串并联以实现规模化能量存储和释放能力，需要进行较为复杂的管理和均衡，以提高电池储能系统的安全性、可靠性。 

采用高容量单体电池以减少电池储能系统电池的单体电池的串并联数量，但是单体电池高容量化制造是一个大问题，其单体电池之间的一致性往往较差；采用双向DC-DC，解决单体电池经过串联形成高电压电池串后再进行间接并联连接，但是双向DC-DC的引入，降低了电池储能系统的效率，而且双向DC-DC之间的并联同样存在均流和控制的难题；采用BMS(电池管理系统)中设置均衡管理模块，对电池储能系统进行均衡充电或放电管理，以维持单体电池之间的相对一致性，以保证电池储能系统能够提供能量存储和释放的功能，但是这种方式往往带来均衡管理成本高、均衡效率低的问题。 

实用新型内容

本实用新型旨在克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种并联成组简单，均衡管理简单有效，投入成本低的微网镍氢电池储能系统。本实用新型通过以下方案实现： 

一种微网镍氢电池储能系统，多个并联电连接的镍氢电池柜、并联控制柜、能量转换系统、交流配电柜、市电依次双向电连接；交流配电柜还与用电负荷端单向电连接，也与充电/放电机双向电连接；电池管理系统一端与能量管理系统双向连接，另一端则分别与镍氢电池柜、并联控制柜、能量转换系统、充电/放电机双向连接；所述能量管理系统分别与能量转换系统、充电/放电机双向连接；所述能量转换系统，其交流端通过交流配电柜与市电相连接。 

所述充电/放电机与镍氢电池柜双向电连接，且在镍氢电池柜正极端与充电/放电机正极端的连接电路上设置有熔断器，在镍氢电池柜负极端与充电/放电机负极端的连接电路上设置有智能开关。 

所述并联控制柜中，单向二极管与智能开关并联后与熔断器串联，然后连接到电池柜的正极端，形成电路；单向二极管与智能开关并联后，连接到电池柜的负极端，形成电路。 

一种微网镍氢电池储能系统，具有可在并联充电模式、并联放电模式、并联待机模式、均衡维护模式中的一种模式下运行的功能，或者具有可在均衡维护模式与并联充电模式、并联放电模式、并联待机模式三种模式的任意耦合中的一种模式下运行的功能。 

满足以下条件时并联充电模式运行：(1)电池管理系统接收到能量管理系统要求进入充电模式的指令要求，(2)镍氢电池柜无过温、欠温、过压、欠压、绝缘异常、通信异常等，电池管理系统无错误和报警信息，(3)能量转换系统无错误和报警信息即不存在不满足充电功能要求的异常情况。 

满足以下条件时并联放电模式运行：(1)电池管理系统接收到能量管理系统要求进入放电模式的指令要求，(2)镍氢电池柜无过温、欠温、过压、欠压、绝缘异常、通信异常等，电池管理系统无错误和报警信息，(3)能量转换系统无错误和报警信息即不存在不满足放电功能要求的异常情况。