[发明专利]海上石油平台的集成式储能系统，其电池单元及控制方法

说明书

本发明公开了一种海上石油平台的集成式储能系统，其电池单元及控制方法，所述系统包括多个电池单元和逆变升压单元；所述电池单元包括蓄电池，BMS和电池消防系统；多个电池单元集成在一个电池单元箱体内；所述逆变升压单元，包括EMS，多个储能逆变器、多个升压变压器、中压开关柜、消防报警系统及冷却系统；所述逆变升压单元集成在一个箱体内。本发明还公开了应用于集成式储能系统的电池单元及控制方法。本发明通过分别将电池单元和逆变升压单元集成在一个箱体内，便于运维和安装。同时控制方法能够在系统在电网发生低频振荡或机组运行接近静稳态极限时按需要快速输出或吸收功率，有效提高海上作业平台电网运行可靠性。

技术领域

本发明属于电化学储能领域，具体涉及一种海上石油平台的集成式储能系统，其电池单元及控制方法。

背景技术

海上石油平台电力系统是海洋石油开采作业中的一个重要组成部分，它为整个资源开采过程提供必需的能源和动力。通过对电力系统的全面监控和有效的管理方能保证电力系统的安全运行，保证海上石油的顺利开采。中海油上游生产设施属于离岸设施，供电主要靠燃气透平机组，与陆地电网没有电气联系，属于典型的孤岛电网，孤岛电网存在系统动/静稳定性较差、运行经济型较差的问题在海上平台电力系统中也普遍存在。

在现有技术中，通常采用部分机组进行调频工作，但存在惯性大、爬坡速率慢、调频时限长等缺点，无法在短时间内完成系统调频需求，严重甚至可能导致系统失稳，带来不可估量的经济损失。为解决上述问题，采用响应速度快、灵活性高的储能系统，利用其能量的双向流动性，当电力系统频率发生相应变化时，储能系统接收上层调度指令，进行对电能的吸收和释放从而调节系统频率。

另外，鉴于海上石油平台的外部环境，现有的海上石油平台的储能系统易受海水侵蚀，影响电池及储能系统的工作，而且其结构零散，不便于安装与运维。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种适用于与陆地没有电气联系的孤岛电网的集成式储能系统。所述储能系统包括能量管理系统(EMS)、电池系统、储能双向变流器、变压器等关键设备，并配置储能协调控制器用于部署储能柔性控制策略，配合海上石油平台现有电力系统协同工作。同时通过储能控制方法，实现所述储能系统的智能监控，能耗评估，系统最优化调度等智能化调度策略，嵌入海上平台智能供电系统控制策略，使系统在电网发生低频振荡或机组运行接近静稳态极限时，接受控制系统指令，先于机组自身励磁、调频系统动作，按需要快速输出或吸收功率，平抑频率振荡，有效提高海上作业平台电网运行可靠性。

本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种海上石油平台的集成式储能系统，包括：

多个电池单元，所述电池单元包括蓄电池，电池管理系统(BMS)和电池消防系统，所述蓄电池与所述电池管理系统电连接；多个电池单元集成在一个电池单元箱体内；

逆变升压单元，包括能源管理系统(EMS)，多个储能逆变器(PCS)、多个升压变压器、中压开关柜、消防报警系统及冷却系统；所述EMS用于控制储能系统能量调度及通信，所述储能逆变器和所述EMS连接；所述消防报警系统用于火灾发生时以声或光的形式通知整个石油平台；所述冷却系统分为低压舱冷却子系统和高压舱冷却子系统，所述两个子系统之间使用隔板间隔为两个舱室；所述消防报警系统及冷却系统外部配置隔离散热系统，防止海水及空气进入所述逆变升压单元；所述中压开关柜一侧与所述升压变压器连接，另一侧与发电机组出线母线连接；所述逆变升压单元集成在一个箱体内；

各所述储能逆变器的一侧与一个所述电池单元连接，另一侧并联后汇入直流母线；所述直线母线的另一侧连接所述升压变压器；以及

电力线，用于在各单元之间传输电力。

进一步的，所述电池单元和逆变升压单元均为集装箱式结构，所述集装箱的外壁均填充复合氧化铝毯保温层。