[实用新型]一种基于直流组串调配的调频电池储能系统

摘要

本实用新型属于电化学储能应用技术领域，具体涉及一种基于直流组串调配的调频电池储能系统，在同等应用和投资的前提下，采用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，将整体调频储能系统划分为充电调频储能子系统和放电调频储能子系统两个部分，将蓄电池充电与放电分别在两个子系统中独立进行，避免了调频运行时在一个调频储能系统中频繁进行循环充放电，减少充电、放电来回转换的次数，延长电池寿命，提高系统效率，同时采用以蓄电池组串为控制单元进行动态重组的柔性系统架构，不仪优化了系统配置还降低投资成本，可以有效提高调频储能系统效率和延长储能系统的寿命以及增加投资效益。

主权项

1.一种基于直流组串调配的调频电池储能系统，主要包括：电网调度终端(1)、电网(2)、电网电力线(3)、电力通信网络(4)、电网AGC终端(5)、调频储能系统控制装置(6)、调频储能系统组网通信线路(7)、充电调频储能子系统变流器(8)、充电储能系统变压器(8c)、充电调频储能子系统变流器正极端子(80)、充电调频储能子系统变流器负极端子(81)、放电调频储能子系统变流器(9)、放电储能系统变压器(9c)、放电调频储能子系统变流器正极端子(90)、放电调频储能子系统变流器负极端子(91)、充电调频储能子系统变流器正极直流母线(8a)、充电调频储能子系统变流器负极直流母线(8b)、放电调频储能子系统变流器正极直流母线(9a)、放电调频储能子系统变流器负极直流母线(9b)、第1蓄电池组串(11)、第1蓄电池组串正极端子(11a)、第1蓄电池组串负极端子(11b)、第1蓄电池组串正极连接充电变流器正极直流母线的受控开关(811)、第1蓄电池组串正极连接放电变流器正极直流母线的受控开关(812)、第1蓄电池组串负极连接充电变流器负极直流母线的受控开关(911)、第1蓄电池组串负极连接放电变流器负极直流母线的受控开关(912)、第2蓄电池组串(21)、第2蓄电池组串正极端子(21a)、第2蓄电池组串负极端子(21b)、第2蓄电池组串正极连接充电变流器正极直流母线的受控开关(821)、第2蓄电池组串正极连接放电变流器正极直流母线的受控开关(822)、第2蓄电池组串负极连接充电变流器负极直流母线的受控开关(921)、第2蓄电池组串负极连接放电变流器负极直流母线的受控开关(922)、第n蓄电池组串(n1)、第n蓄电池组串正极端子(n1a)、第n蓄电池组串负极端子(n1b)、第n蓄电池组串正极连接充电变流器正极直流母线的受控开关(8n1)、第n蓄电池组串正极连接放电变流器正极直流母线的受控开关(8n2)、第n蓄电池组串负极连接充电变流器负极直流母线的受控开关(9n1)、第n蓄电池组串负极连接放电变流器负极直流母线的受控开关(9n2)，其特征是：第1蓄电池组串(11)通过第1蓄电池组串正极端子(11a)连接第1蓄电池组串正极连接充电变流器正极直流母线的受控开关(811)，再由第1蓄电池组串正极连接充电变流器正极直流母线的受控开关(811)接入充电调频储能子系统变流器正极直流母线(8a)以及充电调频储能子系统变流器正极直流母线(8a)接入充电调频储能子系统变流器正极端子(80)，同时第1蓄电池组串(11)通过第1蓄电池组串负极端子(11b)连接第1蓄电池组串负极连接充电变流器负极直流母线的受控开关(911)，再由第1蓄电池组串负极连接充电变流器负极直流母线的受控开关(911)接入充电调频储能子系统变流器负极直流母线(8b)以及充电调频储能子系统变流器负极直流母线(8b)接入充电调频储能子系统变流器负极端子(81)，再由充电调频储能子系统变流器(8)通过充电储能系统变压器(8c)连接电网(2)的电网电力线(3)，构成第1蓄电池组串(11)充电的调频储能系统电力路径；第2蓄电池组串(21)通过第2蓄电池组串正极端子(21a)连接第2蓄电池组串正极连接充电变流器正极直流母线的受控开关(821)，再由第2蓄电池组串正极连接充电变流器正极直流母线的受控开关(821)接入充电调频储能子系统变流器正极直流母线(8a)以及充电调频储能子系统变流器正极直流母线(8a)接入充电调频储能子系统变流器正极端子(80)，同时第2蓄电池组串(21)通过第2蓄电池组串负极端子(21b)连接第2蓄电池组串负极连接充电变流器负极直流母线的受控开关(921)，再由第2蓄电池组串负极连接充电变流器负极直流母线的受控开关(921)接入充电调频储能子系统变流器负极直流母线(8b)以及充电调频储能子系统变流器负极直流母线(8b)接入充电调频储能子系统变流器负极端子(81)，再由充电调频储能子系统变流器(8)通过充电储能系统变压器(8c)连接电网(2)的电网电力线(3)，构成第2蓄电池组串(21)充电的调频储能系统电力路径；第n蓄电池组串(n1)通过第n蓄电池组串正极端子(n1a)连接第n蓄电池组串正极连接充电变流器正极直流母线的受控开关(8n1)，再由第n蓄电池组串正极连接充电变流器正极直流母线的受控开关(8n1)接入充电调频储能子系统变流器正极直流母线(8a)以及充电调频储能子系统变流器正极直流母线(8a)接入充电调频储能子系统变流器正极端子(80)，同时第n蓄电池组串(n1)通过第n蓄电池组串负极端子(n1b)连接第n蓄电池组串负极连接充电变流器负极直流母线的受控开关(9n1)，再由第n蓄电池组串负极连接充电变流器负极直流母线的受控开关(9n1)分别接入充电调频储能子系统变流器负极直流母线(8b)以及充电调频储能子系统变流器负极直流母线(8b)接入充电调频储能子系统变流器负极端子(81)，再由充电调频储能子系统变流器(8)通过充电储能系统变压器(8c)连接电网(2)的电网电力线(3)，构成第n蓄电池组串(n1)充电的调频储能系统电力路径；第1蓄电池组串(11)通过第1蓄电池组串正极端子(11a)连接第1蓄电池组串正极连接放电变流器正极直流母线的受控开关(812)，再由第1蓄电池组串正极连接放电变流器正极直流母线的受控开关(812)接入放电调频储能子系统变流器正极直流母线(9a)以及放电调频储能子系统变流器正极直流母线(9a)接入放电调频储能子系统变流器正极端子(90)，同时第1蓄电池组串(11)通过第1蓄电池组串负极端子(11b)连接第1蓄电池组串负极连接放电变流器负极直流母线的受控开关(912)，再由第1蓄电池组串负极连接放电变流器负极直流母线的受控开关(912)接入放电调频储能子系统变流器负极直流母线(9b)以及放电调频储能子系统变流器负极直流母线(9b)接入放电调频储能子系统变流器负极端子(91)，再由放电调频储能子系统变流器(9)通过放电储能系统变压器(9c)连接电网(2)的电网电力线(3)，构成第1蓄电池组串(11)放电的调频储能系统电力路径；第2蓄电池组串(21)通过第2蓄电池组串正极端子(21a)连接第2蓄电池组串正极连接放电变流器正极直流母线的受控开关(822)，再由第2蓄电池组串正极连接放电变流器正极直流母线的受控开关(822)接入放电调频储能子系统变流器正极直流母线(9a)以及放电调频储能子系统变流器正极直流母线(9a)接入放电调频储能子系统变流器正极端子(90)，同时第2蓄电池组串(21)通过第2蓄电池组串负极端子(21b)连接第2蓄电池组串负极连接放电变流器负极直流母线的受控开关(922)，再由第2蓄电池组串负极连接放电变流器负极直流母线的受控开关(922)接入放电调频储能子系统变流器负极直流母线(9b)以及放电调频储能子系统变流器负极直流母线(9b)接入放电调频储能子系统变流器负极端子(91)，再由放电调频储能子系统变流器(9)通过放电储能系统变压器(9c)连接电网(2)的电网电力线(3)，构成第2蓄电池组串(21)放电的调频储能系统电力路径；第n蓄电池组串(n1)通过第n蓄电池组串正极端子(n1a)连接第n蓄电池组串正极连接放电变流器正极直流母线的受控开关(8n2)，再由第n蓄电池组串正极连接放电变流器正极直流母线的受控开关(8n2)接入放电调频储能子系统变流器正极直流母线(9a)以及放电调频储能子系统变流器正极直流母线(9a)接入放电调频储能子系统变流器正极端子(90)，同时第n蓄电池组串(n1)通过第n蓄电池组串负极端子(n1b)连接第n蓄电池组串负极连接放电变流器负极直流母线的受控开关(9n2)，再由第n蓄电池组串负极连接放电变流器负极直流母线的受控开关(9n2)接入放电调频储能子系统变流器负极直流母线(9b)以及放电调频储能子系统变流器负极直流母线(9b)接入放电调频储能子系统变流器负极端子(91)，再由放电调频储能子系统变流器(9)通过放电储能系统变压器(9c)连接电网(2)的电网电力线(3)，构成第n蓄电池组串(n1)放电的调频储能系统电力路径；电网调度终端(1)通过电力通信网络(4)连接电网AGC终端(5)，构成电网调频调度控制指令下达的通信链路；调频储能系统控制装置(6)通过调频储能系统组网通信线路(7)分别连接充电调频储能子系统变流器(8)、放电调频储能子系统变流器(9)、第1蓄电池组串(11)、第1蓄电池组串正极连接充电变流器正极直流母线的受控开关(811)、第1蓄电池组串正极连接放电变流器正极直流母线的受控开关(812)、第1蓄电池组串负极连接充电变流器负极直流母线的受控开关(911)、第1蓄电池组串负极连接放电变流器负极直流母线的受控开关(912)、第2蓄电池组串(21)、第2蓄电池组串正极连接充电变流器正极直流母线的受控开关(821)、第2蓄电池组串正极连接放电变流器正极直流母线的受控开关(822)、第2蓄电池组串负极连接充电变流器负极直流母线的受控开关(921)、第2蓄电池组串负极连接放电变流器负极直流母线的受控开关(922)、第n蓄电池组串(n1)、第n蓄电池组串正极连接充电变流器正极直流母线的受控开关(8n1)、第n蓄电池组串正极连接放电变流器正极直流母线的受控开关(8n2)、第n蓄电池组串负极连接充电变流器负极直流母线的受控开关(9n1)、第n蓄电池组串负极连接放电变流器负极直流母线的受控开关(9n2)，构成调频储能系统进行调频控制的通信链路；调频储能系统的特征还在于：整体调频储能系统由充电调频储能子系统和放电调频储能子系统两个部分组成，每个部分调频储能子系统的充放电额定功率≥电网调频需要的功率，且充电调频储能子系统配置的额定储能容量是放电调频储能子系统配置的额定储能容量的N倍，即：N＝蓄电池允许的最大放电电流/蓄电池允许的最大充电电流：充电调频储能子系统配置的额定储能容量＝放电调频储能子系统配置的额定储能容量*N。