一种10kV电化学储能电站制造技术

本发明专利技术公开了一种10kV电化学储能电站，该储能电站的一次设备包括：储能电池单元，包括设置于户内的背靠背夹防火墙布置的的电池预制舱组合与设置于户外的电池架并联形成的电池单元；换流模块，包括：PCS柜、双分裂变压器、环网柜以及升压变压器；汇流模块，采用单母线或单母分段接线型式；所述电化学储能电站的二次设备包括：站控层设备模块、公用设备模块、通信设备模块、电源系统设备模块、间隔层设备模块。有益效果为：本发明专利技术采用模块化思路、标准化设计实现模块、设备通用互换，减少备品备件种类；应用工业化理念，实施模块化建设，提高工程建设安全、质量、效率。

【技术实现步骤摘要】
一种10kV电化学储能电站
本专利技术涉及智能电网
，尤其涉及一种10kV电化学储能电站。
技术介绍
储能是能源革命的关键支撑点，随着政策利好和示范项目落地，储能在可再生能源发电、辅助服务、电网侧以及分布式能源微电网都显示出重要价值和广阔前景。在发电环节，储能系统用于平滑新能源功率输出，减少对大电网的冲击，提高电网对新能源发电的接纳能力；在输配电环节，储能参与电网调峰、调频、调压、备用、黑启动等辅助服务，作为电网事故的紧急支撑，延缓电网的投资，提升电能质量；在用户侧，储能主要起到削峰填谷，参与需求侧响应，提供有偿辅助服务的作用。目前，电化学储能电站尚未有明确的设计原则和技术标准。在储能电站的设计中，如何优化接线及布置，提高设备转换效率，降低站用电损耗，降低度电成本，如何解决储能电站占地面积大、设备种类庞多、监控信息多杂的问题，提升运维管理水平，如何采取“消+防”措施，保证储能电站的高安全性，都将是本领域亟需解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述
技术介绍
中存在的缺陷，提供一种10kV电化学储能电站。为了达到上述目的，本专利技术的具体技术方案如下：所述10kV电化学储能电站的一次设备包括：换流模块，包括：PCS柜、双分裂变压器、环网柜以及升压变压器；汇流模块，为单母线或单母分段接线；储能电池单元，包括设有电池单元的电池预制舱，通过换流模块与汇流模块连接；所述10kV电化学储能电站的二次设备包括：站控层设备模块，包含监控系统站控层设备、调度数据网络设备以及二次系统安全防护设备；公用设备模块，包含公用测控装置、时钟同步系统、电能量计量系统、故障录波装置以及辅助控制系统；通信设备模块，包含光纤系统通信设备与站内通信设备；电源系统设备模块，包含站用交流电源、直流电源、交流不间断电源、直流变换电源、蓄电池；间隔层设备模块，包含线路保护测控集成装置、方向过流保护装置、电能量集采装置、测控装置以及交换机。所述10kV电化学储能电站的进一步设计在于，所述储能电池单元包含两种布置方式分别为：户外背靠背夹防火墙形式布置：电池预制舱设置于户外，两两电池舱之间夹设有防火墙，每个预制舱内布置功率不低于1MW的电池单元并通过设置于预制舱内的PCS柜后接至升压分裂变压器的低压侧；背靠背夹防火墙形式具体为两电池预制舱以间距X并排设置，且两电池预制舱间设有防火墙，X∈(0.4,0.6)，单位：米；半户内布置：设置于户外的预制舱通过电池架并联形成电池单元，并通过一个设置于户内的PCS柜后接至升压分裂变压器的低压侧。所述10kV电化学储能电站的进一步设计在于，所述汇流模块中每段10kV母线上配置进线柜、无功补偿装置柜、母线设备柜、计量柜、站用变柜以及出线柜等开关柜。所述10kV电化学储能电站的进一步设计在于，所述站控层设备模块的组柜方式为：监控主站兼操作员站柜1面，包括两套监控主机设备；远动通信柜2面；调度数据网设备柜1面；调度管理信息柜1面。所述10kV电化学储能电站的进一步设计在于，所述间隔层设备的组柜原则设定为：每面电能表柜不超过9只电能表；保护、测控、计量集成装置分散就地布置于开关柜所述10kV电化学储能电站的进一步设计在于，所述间隔层设备中的电能量集采装置可组于电能表柜或单独组柜。所述10kV电化学储能电站的进一步设计在于，所述10kV电化学储能电站容量统一为两种容量规格分别为：10.08MW/17.6MWh与20.16MWh/35.2MWh。所述10kV电化学储能电站的进一步设计在于，所述10kV电化学储能电站并网电压等级的设置标准为：20.16MWh及以下储能电站应采用2～3条出线连接至10kV配网不同并网点，单个并网点不超过10.08MW。所述10kV电化学储能电站的进一步设计在于，10kV电化学储能电站与公共电网的接入点处设置专用的开关设备。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本申请的10kV电化学储能电站按照功能区域将10kV电化学储能电站划分为电池舱、换流、汇流等基本模块，各种容量的储能电站按照三种基本模块进行调整拼接。本专利技术将10kV电化学储能式电站统一为10.08MW/17.6MWh、20.16MWh/35.2MWh两种标准容量规格，及对应的单点与多点并网方案。按照功能及间隔对象，10kV电化学储能电站二次设备划分为站控层设备模块、公用设备模块、通信设备模块、电源系统设备模块、10kV（20kV）间隔设备模块。结合接线方式、设备型式及用地约束，10kV电化学储能电站总体及电气布置方案建议采用半户内布置方案。本专利技术采用模块化思路、标准化设计实现模块、设备通用互换，减少备品备件种类；应用工业化理念，实施模块化建设，提高工程建设安全、质量、效率。另一方面，本专利技术的两两电池舱之间采用背靠背、中间夹防火墙的布置方式，有效减少占地约20%。进一步的，本专利技术的技术方案将进线柜和PCS舱对应的型式优化为“一拖四”、“一拖三”或“一拖二”，PCS采用双分裂变或双机并联形式，将多面PCS舱相互连接后进入一台进线柜，提高储能电站功率密度。附图说明图1是本专利技术10kV电化学储能电站的示意图。图2是10kV单母线储能电站一次接线及模块示意图。图3是10kV单母线储能电站半户内模块布置图。图4是10kV单母线分段储能电站一次接线及模块示意图。图5是10kV单母线分段储能电站半户内模块布置图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细说明。如图1，10kV电化学储能电站，该10kV电化学储能电站的一次设备主要由：储能电池单元、换流模块以及汇流模块组成，各种容量的储能电站按照三种基本模块进行调整拼接。储能电池单元，包括设置于户内的背靠背夹防火墙布置的电池预制舱组合与设置于户外的电池架并联形成的电池单元。换流模块，包括：PCS柜、双分裂变压器、环网柜以及升压变压器。汇流模块，采用单母线或单母分段接线型式。10kV电化学储能电站的二次设备主要由：站控层设备模块、公用设备模块、通信设备模块、电源系统设备模块以及间隔设备模块组成。站控层设备模块，包含监控系统站控层设备、调度数据网络设备以及二次系统安全防护设备。公用设备模块，包含公用测控装置、时钟同步系统、电能量计量系统、故障录波装置以及辅助控制系统。通信设备模块，包含光纤系统通信设备与站内通信设备。电源系统设备模块，包含站用交流电源、直流电源、交流不间断电源、直流变换电源、蓄电池。间隔层设备模块，包含线路保护测控集成装置、方向过流保护装置、电能量集采装置、测控装置以及交换机。本实施例的储能电池单元，当采用户外背靠背夹防火墙形式布置时，电池预制舱设置于户外，两电池预制舱以间距X并排设置，且两电池预制舱间设有防火墙，X∈(0.4,0.6)，单位：米；每个预制舱内布置2组0.63MW/1.1MWh电池单元，分别通过2个设置于预制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种10kV电化学储能电站，其特征在于，所述10kV电化学储能电站的一次设备包括：/n换流模块，包括：PCS柜、双分裂变压器、环网柜以及升压变压器；/n汇流模块，为单母线或单母分段接线；/n储能电池单元，包括设有电池单元的电池预制舱，通过换流模块与汇流模块连接；/n所述10kV电化学储能电站的二次设备包括：/n站控层设备模块，包含监控系统站控层设备、调度数据网络设备以及二次系统安全防护设备；/n公用设备模块，包含公用测控装置、时钟同步系统、电能量计量系统、故障录波装置以及辅助控制系统；/n通信设备模块，包含光纤系统通信设备与站内通信设备；/n电源系统设备模块，包含站用交流电源、直流电源、交流不间断电源、直流变换电源、蓄电池；/n间隔层设备模块，包含线路保护测控集成装置、方向过流保护装置、电能量集采装置、测控装置以及交换机。/n

【技术特征摘要】
1.一种10kV电化学储能电站，其特征在于，所述10kV电化学储能电站的一次设备包括：
换流模块，包括：PCS柜、双分裂变压器、环网柜以及升压变压器；
汇流模块，为单母线或单母分段接线；
储能电池单元，包括设有电池单元的电池预制舱，通过换流模块与汇流模块连接；
所述10kV电化学储能电站的二次设备包括：
站控层设备模块，包含监控系统站控层设备、调度数据网络设备以及二次系统安全防护设备；
公用设备模块，包含公用测控装置、时钟同步系统、电能量计量系统、故障录波装置以及辅助控制系统；
通信设备模块，包含光纤系统通信设备与站内通信设备；
电源系统设备模块，包含站用交流电源、直流电源、交流不间断电源、直流变换电源、蓄电池；
间隔层设备模块，包含线路保护测控集成装置、方向过流保护装置、电能量集采装置、测控装置以及交换机。


2.根据权利要求1所述的10kV电化学储能电站，其特征在于所述储能电池单元包含两种布置方式分别为：
户外背靠背夹防火墙形式布置：电池预制舱设置于户外，两两电池舱之间夹设有防火墙，每个预制舱内布置功率不低于1MW的电池单元并通过设置于预制舱内的PCS柜后接至升压分裂变压器的低压侧；背靠背夹防火墙形式具体为两电池预制舱以间距X并排设置，且两电池预制舱间设有防火墙，X∈(0.4,0.6)，单位：米；
半户内布置：设置于户外的预制舱通过电池架并联形成电池单元，并通过一个设置于户内的PCS柜后接至升压分裂变压器的低压侧。

【专利技术属性】
技术研发人员：范逸斐，田方媛，朱海峰，李妍，李腾，何大瑞，吴静云，诸晓骏，王琦，唐小波，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司经济技术研究院，国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32