[发明专利]一种适用于配电台区的需求侧储充系统及方法

说明书

本发明属于电能质量治理和控制技术领域，尤其涉及一种适用于配电台区的需求侧储充系统及方法，主要适用于0.4kV配电台区。该系统包括本地智能监控模块、能量管理模块EMS、变流器模块PCS、PLC控制器、电池管理系统BMS、储充电池模块、高速通信、Modbus TCP通信、CAN通信总线。本发明系统变流器具备四象限运行能力，能够实现有功和无功的解耦控制，优化潮流分布、改善台区电能质量。还能够提升供电可靠性，发挥削峰填谷作用，降低配变在高峰时段的负载率，降低配变安全运行风险，提升台区用电可靠性和供电服务能力。在高峰或尖峰负荷时段缓解负荷供入阻塞问题，延缓配网扩容升级，提升电网投资经济性。

技术领域

本发明属于电能质量治理和控制技术领域，尤其涉及一种适用于配电台区的需求侧储充系统及方法，主要适用于0.4kV配电台区。

背景技术

随着城乡电气化水平的不断提高，配网负荷不断攀升，日负荷峰谷差逐步拉大，造成低压配电台区配变重过载、电压越限、三相不平衡、功率因数低等问题日益突出，直接影响用户用电服务水平。

针对低压配电台区供电电能质量治理，传统的方式多采用装设无功补偿装置、调压装置或平衡装置等，这些手段往往只能针对单一的电能质量问题进行治理。针对低压配电台区供电可靠性保障，传统的方式通过台区升级扩容或新建台区增加供电容量裕度，但该方式实施周期长，易造成电力资产利用率低、电网投资效益低等问题。

电网侧储能技术作为一种新兴的技术手段，在延缓配电设备扩容升级、提供无功支撑和改善电能质量方面具备潜在的应用价值：一是改善电能质量。储能系统变流器具备四象限运行能力，能够实现有功和无功的解耦控制，可以根据台区负荷变化，快速调节储能系统出力，从而达到优化潮流分布、改善台区电能质量的目的。二是提升供电可靠性。储能系统可以发挥削峰填谷作用，降低配变在高峰时段的负载率，降低配变安全运行风险，同时储能系统还可以发挥备用电源作用，减少台区停电时间，提升台区用电可靠性和供电服务能力。三是参与电网调峰。多点分散的台区储能装置，可以在高峰或尖峰负荷时段缓解负荷供入阻塞问题，延缓配网扩容升级，提升电网投资经济性。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种适用于配电台区的需求侧储充系统及方法。其目的是为了提供一种具有结构简单合理，能够为0.4kV台区的需求侧提供供电可靠性保障，实现有功和无功的解耦控制，提升供电可靠性，发挥削峰填谷作用，降低配变在高峰时段的负载率，降低配变安全运行风险，提升台区用电可靠性和供电服务能力，延缓配网扩容升级，提升电网投资经济性的储充系统及方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种适用于配电台区的需求侧储充系统，本地智能监控模块通过高速通信总线与能量管理模块EMS相连接，能量管理模块EMS通过Modbus TCP通信分别与变流器模块PCS、PLC控制器、电池管理系统BMS连接；其中变流器模块PCS和PLC控制器串联，并与电池管理系统BMS并联；变流器模块PCS通过CAN通信总线与PLC控制器连接，电池管理系统BMS通过CAN通信总线与储充电池模块相连接。

进一步的，所述储充电池模块，包括储能电池和电池管理系统BMS；储能电池为磷酸铁锂电池，储能电池通过CAN通信总线与电池管理系统BMS相连接。

进一步的，所述电池管理系统BMS，通过采集CAN通信总线所传输的数据监测电池电压、电流、温度，评估计算电池的荷电状态SOC、寿命健康状态SOH以及电池累计处理能量，确保储能电池安全实施报警和通信。

进一步的，所述变流器模块PCS采用AC/DC变流器和DC/DC变流器的双级变换；所述AC/DC变流器为双向变流器；在双向AC/DC变流器的交流侧连接电源，为电网或其他分布式电源或负载；在双向AC/DC变流器的直流侧经双向DC/DC变流器连接储充系统；