【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种储能系统，具体地说是一种分布式风光柴储系统，属于储能系统领域。
技术介绍
1、pcs储能双向变流器的跟网型本质为电流源，自身无法提供电压与频率支撑，必须依赖电网电压和频率，无法支撑系统；构网型本质为电压源，内部设定电压参数信号输出电压与频率，既可并网也可离网运行，对电网支撑能力强。市面上现有柴储微网系统在实际应用过程中存在不足，主要体现在pcs储能双向变流器和柴油发电机组供电的模式控制，由于pcs储能双向变流器在独立供电时需要采用构网模式，建立稳定的电压和频率。而在柴油机供电同时通过pcs储能双向变流器给蓄电池充电时需要采用跟网模式，pcs储能双向变流器在这两种模式切换时需要停机切换。
2、（1）在储能系统和柴油发电机组切换过程中存在断电情况。就是微电网的用电负荷比较大，或者储能系统的soc容量不能满足负荷需要需要切换到柴油发电机组供电时，设计为ats双电源切换系统，会导致在系统切换过程中存在负载断电情况。
3、（2）pcs储能双向变流器在与柴油发电机组并联输出供电，当出现负载突变时两种电源的负载分布不均，对电源系统造成冲击，两种电源的功率都需要单独满足负载的容量，造成规模扩大，资源浪费。当负载变小，柴油发电机同时给负载和pcs储能双向变流器供电时，pcs储能双向变流器充电时需要变为跟网模式，系统控制复杂且不安全，容易出现因故障涌流导致储能电池接头熔断故障。
4、（3）光伏系统和风力发电系统的控制器设置为并网模式，可以跟pcs储能双向变流器实现并联供电和通过pcs储能双向变流
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，设计了一种分布式风光柴储系统，能够实现对储能电池充电和放电的同时，不需要进行构网和跟网模式切换。
2、本专利技术的技术方案为：
3、一种分布式风光柴储系统，包括集装箱、直流柴油发电机组、一体式储能装置、消防和监控装置、太阳能板和mppt逆变器装置、风力发电机和逆变装置共六部分；
4、所述集装箱作为整个系统的安装位置和整体成撬装置，使整个设备作为一个整体；所述直流柴油发电机组从功能区分为柴油发电机组和电机控制器两部分；其中，所述柴油发电机组区别于市面标准工频发电机，输出交流频率为200-400hz，采用中频交流电源，能够减小设备体积，提高单位功率比和提高发电效率；所述电机控制器将柴油发电机组的中频交流电源整流为直流电，采用恒流模式或恒压模式给所述一体式储能装置的锂储能电池充电；
5、所述一体式储能装置采用液冷式或风冷式储能柜，内部集成有锂储能电池、电池管理装置bms、pcs储能双向变流器，以及内部散热装置等；其中，所述锂储能电池储存直流电能，所述pcs储能双向变流器将直流变换为交流工频电源给负载供电，以及将交流工频电源整流为直流电能给所述锂储能电池充电；所述电池管理装置bms用于实时监控锂电电芯的电压、温度等参数，并根据参数对电池进行充放电管理。由于充电和放电都会产生热能，所以需要散热装置对一体式储能装置进行散热控制；
6、所述光伏板和mppt逆变器装置是为了充分利用设备所在地的资源太阳能，包括光伏板和mppt逆变器，通过支架把光伏板安装在集装箱底部或者地面，光伏板产生的直流电通过电缆连接到mppt逆变器，将直流电源逆变为工频交流电源，接入交流工频配电柜；
7、所述风力发电机和逆变装置是为了充分利用设备所在地的风力资源，包括风力发电机和风机控制器，所述风力发电机发电通过电缆连接到所述风机控制器，把非工频交流电源整流逆变为工频交流电源，接入交流工频配电柜；
8、所述消防和监控装置为整体消防和监控装置，包括火灾监控、视频监控和电能管理装置ems，所述消防和监控装置安装在配电柜，整体调控电源的有效管理，控制pcs储能双向变流器的工作状态、发电机组的启停控制等功能。
9、所述集装箱作为整个设备的基础和保护设备，分为两个隔间：一个隔间安装直流柴油发电机组；另一个安装一体式储能装置和交流配电柜。
10、所述光伏板安装在所述集装箱的顶部或者所述集装箱的周边地面，所述风力发电机安装在所述集装箱的顶部。
11、所述柴油发电机组提供交流电通过所述电机控制器整流为直流，通过恒流或恒压方式给所述一体式储能装置的锂储能电池充电，所述电能管理装置ems通过所述电池管理装置bms提供锂储能电池的soc容量和容许充电功率，控制所述直流柴油发电机组的输出功率；所述pcs储能双向变流器采用构网模式给负载提供交流电源，自动根据负载的功率需求输出交流电源；所述太阳能mppt逆变器采用并网模式，跟随所述pcs储能双向变流器提供功率输出，充分利用太阳能；同样，所述风力发电逆变器采用并网模式，跟随所述pcs储能双向变流器提供功率输出，充分利用风能。
12、所述柴油发电机组采用轴向磁通电机，结构紧凑、效率高、功率密度大，尺寸小，在相同的安装空间可以提供更大输出功率的电能。
13、所述电机控制器采用高频逆变结构，提高发电转换效率，缩小设备体积；所述电机控制器采用can通讯，提高设备的实时性，对设备信息实现更高精度控制。
14、所述电能管理装置ems采用can协议、tcp/ip协议或modbus_rtu协议自动采集多个供电电源信息，采用自然能源优先使用、石化能源补充的使用策略有效的进行能源调控和管理，提高能源的利用率。
15、所述pcs储能双向变流器一直采用构网模式，不需要在充电时切换为跟网模式，简化了pcs储能双向变流器的控制方式，避免pcs储能双向变流器模式转换引起的输出断电，同时避免多电源的冲击涌流，提高电源的安全性。
16、利用ems能源管理系统监控实时负载、风力发电功率、光伏发电功率、和pcs储能双向变流器输出功率，同时监控储能系统的容量，在储能系统容量不够时，控制柴油发电机组发电，通过恒流方式直接给储能系统供电。负载交流端还是通过pcs储能双向变流器将直流逆变为交流供电。
17、本专利技术的有益效果为：
18、（1）整个系统各个能源的功能固定，不需要进行模式切换，避免了模式切换的断电时间，满足客户不断电输出的高端要求；
19、（2）避免了多个系统的负载分配调控， pcs储能双向变流器采用构网模式，自动稳定电压和频率，自动根据负载需求调节输出功率；
20、（3）系统的容量裕度不需要放大，节约系统设备投资。
21、下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种分布式柴储系统，其特征在于：包括集装箱、直流柴油发电机组、一体式储能装置、消防和监控装置、太阳能板和MPPT逆变器装置、风力发电机和逆变装置共六部分；
2.根据权利要求1所述的一种分布式柴储系统，其特征在于：所述集装箱作为整个设备的基础和保护设备，分为两个隔间：一个隔间安装直流柴油发电机组；另一个安装一体式储能装置和交流配电柜。
3.根据权利要求2所述的一种分布式柴储系统，其特征在于：所述光伏板安装在所述集装箱的顶部或者所述集装箱的周边地面，所述风力发电机安装在所述集装箱的顶部。
4.根据权利要求3所述的一种分布式柴储系统，其特征在于：所述柴油发电机组提供交流电，并通过所述电机控制器整流为直流电，通过恒流或恒压方式给所述一体式储能装置的锂储能电池充电；所述电能管理装置EMS通过所述电池管理装置BMS提供锂储能电池的SOC容量和容许充电功率，并控制所述直流柴油发电机组的输出功率；所述PCS储能双向变流器采用构网模式给负载提供交流电源，根据负载的功率需求输出交流电源；所述太阳能MPPT逆变器采用并网模式，跟随所述PCS储能双向变流器提供功率
5.根据权利要求4所述的一种分布式柴储系统，其特征在于：所述柴油发电机组采用轴向磁通电机。
6.根据权利要求5所述的一种分布式柴储系统，其特征在于：所述电机控制器采用高频逆变结构；所述电机控制器采用CAN通讯。
...【技术特征摘要】
1.一种分布式柴储系统，其特征在于：包括集装箱、直流柴油发电机组、一体式储能装置、消防和监控装置、太阳能板和mppt逆变器装置、风力发电机和逆变装置共六部分；
2.根据权利要求1所述的一种分布式柴储系统，其特征在于：所述集装箱作为整个设备的基础和保护设备，分为两个隔间：一个隔间安装直流柴油发电机组；另一个安装一体式储能装置和交流配电柜。
3.根据权利要求2所述的一种分布式柴储系统，其特征在于：所述光伏板安装在所述集装箱的顶部或者所述集装箱的周边地面，所述风力发电机安装在所述集装箱的顶部。
4.根据权利要求3所述的一种分布式柴储系统，其特征在于：所述柴油发电机组提供交流电，并通过所述电机控制器整流为直流电，通过恒流...
【专利技术属性】
技术研发人员：宾建军，范鹏，沈晓杰，史建国，胡斌，刘飞，
申请(专利权)人：葛洲坝能源重工有限公司，
类型：发明
国别省市：
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