[实用新型]一种基于在线分布式的电能储能装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电力储能技术领域，特别涉及一种基于在线分布式的电能储能装置。

背景技术

能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础，是国民经济、国家安全和实现可持续发展的重要基石。随着国民经济的迅速增长，对能源的需求日益旺盛，能源短缺以及化石能源所产生的环境污染问题日益尖锐。在能源安全与环境保护的双重压力下，可再生能源，包括：风能、太阳能、生物质能、海洋能、地热能等的开发和利用引起了国际社会的广泛关注。然而，风能、太阳能等可再生能源受天气及时间段的影响较大，是典型的随机性、间歇性电源，需要开发和建设相应的电力储能装置或储能电站确保可再生能源发电、供电的连续性和稳定性。此外，大规模电能存储技术还可广泛应用于电力工业中的“削峰填谷”，将会大幅改善电力的供需矛盾，提高现有发电设备的利用率。因此，大容量电力储能技术与装置的开发为高效利用现有各类发电系统并实现连续稳定供电具有重大意义，有可能改变未来的能源生产、运输和使用方式。

根据能量转换形式不同，储能技术可分为：机械储能如抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能；电磁储能如超导磁储能和超级电容器储能；电化学储能如各类蓄电池储能和液流电池储能等。其中抽水蓄能和压缩空气储能受地域限制影响很大；飞轮储能、超导磁储能和超级电容器储能的持续时间较短，最长储能时间一般不超过15min；电化学储能技术具有能量密度大，持续时间长，且不受地域限制等优点，是目前最有应用前景的大规模电力储能技术。

电化学储能技术使用传统的蓄电池储能和液流电池储能，虽然和其它储能方式相比较，具有能量密度大，持续时间长等优势，但随着蓄电池技术的不断发展，目前广泛使用的锂离子电池将能量密度比提高了3-4倍，但由于管理相对复杂，不支持24小时在线，单位价格偏高等问题，还没有在储能领域得到广泛应用。随着电动汽车的快速发展，锂离子电池的能量密度比高，循环寿命长，生产更环保等优势在储能方面更具有优势，促使锂离子电池的使用和发展进入了快车道，将得到更为广泛的应用。我国早在八五期间就启动了电动汽车的研究和开发工作，至今已有20多年的研究和发展。在国家863连续两个五年计划的引导支持下，我国电动汽车技术研发取得重大进展，基本掌握了电动汽车的核心技术，建立了具有自主知识产权的电动汽车产品，实现了小批量的整车生产能力和局部区域的商业化示范运行。近年国家密集出台一批新能源汽车产业发展政策，有力地促进了新能源行业的发展。相比国外政府政策，中国的新能源汽车产业促进政策更加全面、力度更大。同时，地方政府也响应国家号召纷纷出台新能源汽车发展政策。近2-3年，国内市场每年新增电动汽车超过万辆，去年新政更是将电动车发展推入了快车道，由于电动汽车等新能源领域对能量密度比要求更高，所以，电池容量低于80％时，就不能作为能量存储单元使用了，也就是说大约三年到五年这些车辆的电池将进行更新，按照目前规模来计算，大约每年超过30亿瓦/时电池需要更换，而它此时的能量密度远高于传统电池，所以，其二次使用的性价比将非常高。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种基于在线分布式的电能储能装置，将大的电能存储系统进行分解，利用电动车淘汰的电池作为存储子单元，采用分布式布局，每一个存储子单元都有独立的管理系统和安全保护系统及预警系统，在任何子单元出现故障或者预警时，可以使用新的子单元进行替换，并可以在线自动识别，直接进入系统工作，系统在不断电的情况下进行检修、维护、更换器件等功能，从而解决了这些电池在储能设备中的应用和维护维修的问题，保证电能存储系统的稳定工作，具有维护简单，应用简单，成本低，可靠性高等优势。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于在线分布式的电能储能装置，包括：

AC/DC或者DC/DC变换装置III，用于将需要储存的电能转化为直流形式；

存储单元IV，用于存储AC/DC或者DC/DC变换装置III转化的电能；

DC/AC变换装置VIII，用于将存储单元IV存储的电能转化为交流形式后并入电网IX；

控制系统VI，实时监控存储单元IV的储能状态和健康状态，并根据电网IX负荷要求控制存储单元IV放电，以保证电网IX稳定工作。