应用于电网的移动储能系统技术方案

本实用新型专利技术揭示了一种应用于电网的移动储能系统，包括蓄电池、电池管理系统（BMS)、功率转换系统(PCS)，能量管理系统(EMS)；本实用新型专利技术的优点在于系统通过各个元器件之间的配合，以及参数要求，实现100kw大容量电池为电网充放电的功能，并保证能确保整个系统工作的稳定性和可靠性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术揭示了一种应用于电网的移动储能系统，包括蓄电池、电池管理系统（BMS)、功率转换系统(PCS)，能量管理系统(EMS)；本技术的优点在于系统通过各个元器件之间的配合，以及参数要求，实现100kw大容量电池为电网充放电的功能，并保证能确保整个系统工作的稳定性和可靠性。【专利说明】应用于电网的移动储能系统
本技术涉及利用大容量电池组接入电网，根据电网状态为电网进行充放电操作的移动储能系统。
技术介绍
长久以来，由于储能技术的不成熟，电能难以存储，所以在传统的电力系统中，发电、输电、配电、用电几乎是同时进行的，电网通过调度的手段来保证电能的实时平衡。而当今社会，在新能源大规模接入、微电网大规模发展、智能电网如火如荼规划的背景下，各种新的问题逐渐凸显，储能系统越来越成为现代电力系统中不可或缺的重要组成部分。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是实现一种能够为电网充放电的IOOkw功率的移动储能系统。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为:一种应用于电网的移动储能系统，包括蓄电池、电池管理系统(BMS)、功率转换系统(PCS)，能量管理系统(EMS)；所述的蓄电池由若干电池模块串联组成，每个所述的电池模块由若干电池单体并联构成，所述的电池管理系统包括采集每个电池单体信号的电池管理模块和采集每个电池模块信号的电池管理单元。所述功率转换系统包括主电路和控制器，其主电路的直流母线连接蓄电池并经开关元件、滤波电容连接至电压源变换器，所述的电压源变换器经网侧滤波器、并网开关连接至电网，所述的滤波电容并联有预充电电路；所述的控制器包括核心控制器，以及与核心控制器连接的网侧ADC模块、直流侧ADC模块、驱动及功率保护电路，所述的网侧ADC模块连接VSC网侧电流采集单元、PCS网侧的电流采集单元、PCS网侧的并网开关，以及电网上的电压采集单元，所述的直流侧ADC模块连接蓄电池电压采集单元、蓄电池输出端电流采集单元、蓄电池输出端的开关以及直流侧电源采集单元，所述的驱动及功率保护电路连接VSC ；所述的功率转换系统输入信号至电池管理系统，所述的电池管理系统和功率转换系统均与能量管理系统通信。一个电池管理模块采集一个电池模块内每个电池单体的信号，所述的电池单体为磷酸铁锂电池。所述的电池管理系统控制采样按照以下参数执行:单体电池电压和端电压采样周期:< 0.2s ;单体电池电压采样各采样点时间允许误差:< 2ms ;单体电池采样分辨率:3mV ；单体电池电压采样精度:< ± 0.2% ；模块电压米样分辨率:0.0lV ；模块电压米样精度:≤±0.5% ；温度测量精度:≤±2°C ;电池组充放电电流测量精度:≤±0.3A(≤30A)，≤ ±1%(>30A)；SOC 估算精度..≤ 6% (S0C ≤ 85%), ≤ 10% (85%>S0C>30%), ≤ 6% (S0C ≤ 30%)；均衡放电电流最大值:80mA。所述的网侧滤波器为是由两个电感和一个电容构成的LCL滤波器，L为变流器侧电感值取值145-155 μ H，LS为网侧电感值取值295-305 μ H，电容取值6.2-6.5 μ F ;所述的滤波电容取值2.5mF ;所述的开关元件和并网开关采用IGBT，每个所述的IGBT采用型号为富士 2MBI600VN - 120 - 50，其耐压值为1200V，最大允许直流电流为600A。所述的核心控制器包括FPGA芯片、DSP、电源电路和实时以太网接口，所述的核心控制器还设有RS232接口，并通过RS232接口连接输入设备。所述的电池管理系统和功率转换系统中分别设有光纤从站，并相互通过光纤连接，所述的光纤从站分别连接到能量管理系统中的光纤模块主站；电池管理系统中的主控制器、功率转换系统中的主控制器分别与各自的接口单元间以及能量管理系统主控制器与光纤模块主站间均采用EnterCAT以太网连接。移动储能系统安装在车载集装箱内，密封的车载集装箱本体内部两侧固定有机架，中间设有检修通道，并在一端设有检修门，每侧机架有若干层，蓄电池分别固定在机架内，与所述的蓄电池连接的交流电缆和信号光纤连接至集装箱外，所述的集装箱设有通气排风口和空调，且功率转换系的交流电缆接口和电池管理系统的信号光纤的出口置于集装箱底面。所述的集装箱内的空调系统和照明系统；所述空调系统的空调管道设置在集装箱壳体内，所述空调管道的主送风段内沿送风方向依次设有进风阀、过滤网、风机和表冷段；所述照明系统的内顶灯安装在集装箱内的顶部，所述的内顶灯由照明配电柜供电，所述的供电线路设有照明开关。所述的空调管道还设有送风支管，其出风口设在集装箱顶部和四壁，所述的移动储能设备的蓄电池通过位于集装箱内两侧的机架固定，所述的蓄电池与集装箱内壁之间具有散热间隙，所述的蓄电池的每个电池组单元所对应的集装箱内壁上均设有送风支管的出风口，且每个电池组单元上均固定有温度传感器，所述的温度传感器均将采集的温度信号输送至控制器。每个所述的电池组照明灯由电池组照明灯开关中的一个开关控制，且控制相应电池组照明灯的电池组照明灯开关设在该照明灯旁边的机架上，所述的电池组照明灯开关与控制器连接。本技术的优点在于系统通过各个元器件之间的配合，以及参数要求，实现IOOkw大容量电池为电网充放电的功能，并保证能确保整个系统工作的稳定性和可靠性。【专利附图】【附图说明】下面对本技术说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明:图1为移动储能系统结构框图；图2为PCS系统的主电路拓扑结构；图3为控制系统模块图；图4为PCS的简化单相电路模型；图5为空调系统结构框图；图6为照明系统结构框图；上述图中的标记均为:1、进风阀；2、过滤网；3、风机；4、表冷段；5、压差传感器；6、压差开关；7、进风温度传感器；8、出风温度传感器；9、照明开关；10、照明配电柜；11、内顶灯；12、外顶灯；13、集装箱位置灯；14、电池组照明灯开关；15、电池组照明灯。【具体实施方式】下面对照附图，通过对实施例的描述，本技术的【具体实施方式】如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本技术的技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。应用于电网的移动储能系统主要由蓄电池、电池管理系统、功率转换系统、能量管理系统和集装箱内辅助设置构成，下面就各个部件详细说明:移动储能电池系统包括蓄电池和电池管理系统，蓄电池由若干电池模块串联组成，每个所述的电池模块由若干电池单体并联构成，电池单体采样磷酸铁锂电池，磷酸铁锂是用作大容量电力储能电池的首选材料，在综合性能、安全、成本、环保、技术成熟度等方面均满足需求，故本项目选择磷酸铁锂电池(LiFeP04，简称LFP)作为储能载体。电池管理系统(BMS)是管理蓄电池的单元是用于监测、评估以及保护电池运行状态的电子设备集合，能有效地监测电池的各种状态(电压、电流、温度、S0C、S0H等)，能对蓄电池充、放电过程进行安全管理，对蓄电池可能出现的故障进行报警和应急保护处理，对蓄电池的运行进行优化本文档来自技高网...

【技术保护点】
应用于电网的移动储能系统，其特征在于：包括蓄电池、电池管理系统、功率转换系统和能量管理系统； 所述的蓄电池由若干电池模块串联组成，每个所述的电池模块由若干电池单体并联构成，所述的电池管理系统包括采集每个电池单体信号的电池管理模块和采集每个电池模块信号的电池管理单元； 所述功率转换系统包括主电路和控制器，其主电路的直流母线连接蓄电池并经开关元件、滤波电容连接至电压源变换器，所述的电压源变换器经网侧滤波器、并网开关连接至电网，所述的滤波电容并联有预充电电路； 所述的控制器包括核心控制器，以及与核心控制器连接的网侧ADC模块、直流侧ADC模块、驱动及功率保护电路，所述的网侧ADC模块连接VSC网侧电流采集单元、PCS网侧的电流采集单元、PCS网侧的并网开关，以及电网上的电压采集单元，所述的直流侧ADC模块连接蓄电池电压采集单元、蓄电池输出端电流采集单元、蓄电池输出端的开关以及直流侧电源采集单元，所述的驱动及功率保护电路连接VSC； 所述的功率转换系统输入信号至电池管理系统，所述的电池管理系统和功率转换系统均与能量管理系统通信。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡旭，姜广宇，王海松，李睿，曹云峰，
申请(专利权)人：安徽启光能源科技研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34