[实用新型]一种优化配置的安全高效调频电池储能系统

说明书

本实用新型属于电化学储能应用技术领域，具体涉及一种优化配置的安全高效调频电池储能系统。由调频储能控制系统将整体调频储能系统分成三个调频储能子系统，并进行动态分配成为成充电和放电两个部分；调频储能控制系统通过AGC终端接受和执行电网调度终端发出的调频功率指令并实时进行监测判断，当其中一个调频储能子系统电量充满或者电量放完时，将重新进行动态分配，使得充电和放电满足电池充放电特性要求并最大程度减少电池的充放电循环次数，在一个过程中充电部分的储能子系统只是充电，放电部分的储能子系统只是放电；大大改善储能蓄电池频繁充放电转换造成的电池损伤，有效提高了储能系统的效率、延长了储能系统的使用寿命、增加了投资收益。

技术领域

本实用新型属于电化学储能应用技术领域，具体涉及一种优化配置的安全高效调频电池储能系统。

背景技术

大量的新能源电力接入电网给电网频率稳定带来巨大的风险，直接影响电网的稳定运行。电池储能系统参与电网调频具有明显优势，受到业界追捧并大量应用。公开资料显示其应用于电网(电厂)调频的电池储能系统大多采用以满足功率需求为前提配置储能容量；一般采用2∶1的配置，即功率2储能1，也就是半小时率配置的储能系统(满功率运行半小时的充电或放电的储能容量)；由于半小时率配置的储能系统现有选择2-4C倍率的蓄电池产品，业界目前主要采用动力型锂电池，就此进行分析可知，锂电池一般充电和放电功率是不一样的，大多为充电最大功率是放电最大功率的二分之一，这样半小时率储能系统选择锂电池就要选择放电倍率为4C的产品，如果选择2C倍率放电的产品在半小时率配置的储能系统中，其实际充电倍率也就达到了2C倍率，会对额定2C倍率放电的锂电池造成损伤，产生安全隐患；如果以额定充电1C倍率为准配置同样调频功率的出力，就得增加一倍的电池投资；众所周知，动力型锂电池充放电倍率越大成本越高并且充放电循环次数越少、寿命越短。

锂电池还有一个特点，就是小倍率、低成本、长寿命的储能型锂电池，0.3C-1C低倍率充放电的储能型锂电池的成本是4C高倍率放电的动力型锂电池成本的约三分之一；而且充放电循环次数是其两倍以上；在同等应用和投资的前提下，选择适合的锂电池产品和优化配置的调频电池储能系统设计是尤为重要的。

再则，应用于电网(电厂)调频的电池储能系统的运行特点是需要频繁的进行充电和放电，每天平均充放电达到数百次，这对于充放电次数较少的动力型锂电池来说，是一个巨大的挑战，会严重影响锂电池储能系统的效率和寿命。如何减少锂电池的反复充放电次数，是提高调频储能系统效率和寿命及投资效益的关键问题。

发明内容

为了解决现有技术的上述问题，根据锂电池本身的特性，注重储能系统的顶层设计和优化配置，本实用新型提出一种优化配置的安全高效调频电池储能系统，主要包括：电网调度终端、电网、电网电力线、电力通信线、AGC终端、调频储能控制系统、储能系统通信线路、第1储能子系统第1储能单元、第1储能子系统第m储能单元、第1储能子系统第1变压器、第1储能子系统第m变压器、第2储能子系统第1储能单元、第2储能子系统第n储能单元、第2储能子系统第1变压器、第2储能子系统第n变压器、第3储能子系统第1储能单元、第3储能子系统第k储能单元、第3储能子系统第1变压器、第3储能子系统第k变压器，其中：

第1储能子系统第1储能单元、第1储能子系统第m储能单元分别通过第1储能子系统第1变压器、第1储能子系统第m变压器接入电网的电网电力线，构成第1调频储能子系统与储能系统调频电力路径；

第2储能子系统第1储能单元、第2储能子系统第n储能单元分别通过第2储能子系统第1变压器、第2储能子系统第n变压器接入电网的电网电力线，构成第2调频储能子系统与储能系统调频电力路径；

第3储能子系统第1储能单元、第3储能子系统第k储能单元分别通过第3储能子系统第1变压器、第3储能子系统第k变压器接入电网的电网电力线，构成第2调频储能子系统与储能系统调频电力路径；

电网调度终端通过电力通信线连接AGC终端，构成电网调频调度控制指令下达的通信链路；