[发明专利]一种锂电池储能供电系统

说明书

本发明提供了一种锂电池储能供电系统，用于提高核电站直流电源系统供电容量，包括锂电池柜组、锂电池在线监测系统和锂电池管理系统，锂电池柜组包括多个并联的锂电池模组；锂电池在线监测系统用于对多个并联的锂电池模组的状态参数进行在线监测；锂电池管理系统用于根据状态参数和预设控制策略控制调整锂电池柜组的运行工况。本发明提供的锂电池储能供电系统，在直流系统故障状态下，直流母线失电后，自动将由大容量的锂电池组供电，保障故障状态下重要核电仪表、控制设备能长时间持续供电；在直流系统故障消除、直流母线电压恢复后，由锂电池管理系统根据控制策略对锂电池进行充电，在充电至设定电压后，自动断开。

技术领域

本发明涉及核电站应急供电技术领域，尤其涉及一种用于提高核电站直流电源系统供电容量的锂电池储能供电系统。

背景技术

在GB/T14546-2008【核电厂直流电力系统设计推荐实施方法】、DL/T5044-2004【电力工程直流系统设计技术规程】中，对蓄电池容量设计要求如下：一般在外部电源或充电器失效时可独立带负荷运行1个小时，大亚湾核电站直流系统实际试验放电能力为2小时，日本福岛事故后，国家核安全局建议核电站直流电源系统蓄电池独立带载能力需提高到6小时以上。这要求蓄电池组的容量在现有基础上提到5倍。

目前核电站直流电源全部使用铅酸蓄电池组储能。铅酸蓄电池具有能量密度低、体积重量大的特点，例如，200AH容量的LNA直流系统，蓄电池组总重量达到1044KG(单个2V铅酸蓄电池重量约为18KG)；此外，铅酸蓄电池需定期巡视液位、加液，且必须垂直放置，不能多层布局，而在现有核电站厂房设计布局下，难以增加各蓄电池室空间，因而无法实现蓄电池组容量的大幅提高。

发明内容

针对现有处理机制存在的不足，本发明提供一种用于提高核电站直流电源系统供电容量的锂电池储能供电系统。

本发明实施例提供一种锂电池储能供电系统，用于提高核电站直流电源系统供电容量，包括锂电池柜组、锂电池在线监测系统和锂电池管理系统，

所述锂电池柜组包括多个并联的锂电池模组；

所述锂电池在线监测系统用于对所述多个并联的锂电池模组的状态参数进行在线监测；

所述锂电池管理系统用于根据所述状态参数和预设控制策略控制调整所述锂电池柜组的运行工况。

在本发明提供的锂电池储能供电系统中，每个锂电池模组包括在直流母线正负极之间依次串联的控制回路、锂电池和电源，所述控制回路包括并联连接的充电回路和放电回路，其中，所述锂电池在线监测系统实时监测所述锂电池的电压，在所述锂电池的电压小于第一阈值且所述直流母线的电压高于第二阈值时，所述锂电池管理系统控制所述充电回路对所述锂电池进行充电，在所述锂电池的电压大于所述第二阈值时，所述锂电池管理系统控制断开所述充电回路，同时控制所述放电回路合上以通过所述直流母线为下游负载提供电源。

在本发明提供的锂电池储能供电系统中，所述充电回路包括串联在直流母线正极和锂电池之间的第一二极管和第一接触器，所述第一二极管的正极连接于所述直流母线正极；所述放电回路包括串联在直流母线正极和锂电池之间的第二二极管和第二接触器，所述第二二极管的负极连接于所述直流母线正极。

在本发明提供的锂电池储能供电系统中，所述控制回路还包括手动回路，所述手动回路用于在设备故障或者紧急工况下连接所述锂电池与所述直流母线，使所述锂电池为所述直流母线下游负载供电。

在本发明提供的锂电池储能供电系统中，所述手动回路包括串联在直流母线正极和锂电池之间的第三接触器。

在本发明提供的锂电池储能供电系统中，所述锂电池管理系统包括控制单元、触摸式人机界面和通信单元，其中，

所述触摸式人机界面用于设定所述锂电池管理系统的控制模式和定值参数，所述定值参数包括所述第一阈值和所述第二阈值；