本發(fā)明涉及電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域，具體涉及一種電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前，電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)是儲(chǔ)能領(lǐng)域中最成熟且廣泛應(yīng)用的技術(shù)之一，尤其是在新能源領(lǐng)域如電動(dòng)汽車(chē)、電子設(shè)備等。常見(jiàn)的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)包括鋰離子電池、鈉離子電池、全釩液流電池和鋅溴液流電池等。

2、現(xiàn)有電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)采用的低壓并聯(lián)集成技術(shù)通過(guò)儲(chǔ)能變流器在低壓交流側(cè)大量并聯(lián)以實(shí)現(xiàn)功率容量的提升，并通過(guò)變壓器匯集升壓連接至10kv等級(jí)以上的電網(wǎng)，但其存在pcs?故障影響范圍大，且故障電池簇更換步驟復(fù)雜，新舊電池簇混用將導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)流和出力不均問(wèn)題。

3、現(xiàn)有電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)采用的中壓級(jí)聯(lián)集成技術(shù)一般將系統(tǒng)整體容量分割為若干個(gè)功率單元，依托級(jí)聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)直接串聯(lián)到10kv?以上等級(jí)電網(wǎng)，無(wú)需升壓變壓器，但其技術(shù)路線較為小眾；無(wú)變壓器隔離，負(fù)地電壓高，會(huì)產(chǎn)生很高的共模電壓，人員無(wú)法在交流帶電情況進(jìn)入，查看電池的數(shù)據(jù)，運(yùn)維人員觸電傷亡風(fēng)險(xiǎn)較大；電力電子器件較多、出故障環(huán)節(jié)較多；無(wú)變壓器隔離，負(fù)地電壓高，人員無(wú)法在交流帶電情況進(jìn)入，對(duì)運(yùn)維人員有很高的要求；運(yùn)維費(fèi)用很高；有功/無(wú)功響應(yīng)速度為200ms；通過(guò)儲(chǔ)能主控系統(tǒng)控制主控制柜，主控制柜再控制分相控制柜和h橋功率，另外對(duì)h?橋功率進(jìn)行均衡和功率控制；電力電子器件較多，設(shè)備調(diào)試?yán)щy大、周期長(zhǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述存在的技術(shù)不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)及方法，旨在解決現(xiàn)有電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)中存在的成本高、能量密度低、循環(huán)壽命有限、安全性不足以及資源稀缺的問(wèn)題，改善新能源棄電現(xiàn)象、削峰填谷、平滑出力、跟蹤預(yù)測(cè)曲線、提高電網(wǎng)穩(wěn)定性和風(fēng)電低電壓穿越能力。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：本發(fā)明提供一種電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括：若干儲(chǔ)能單元和一個(gè)ems模塊；每個(gè)儲(chǔ)能單元包括一個(gè)pcs升壓艙和多個(gè)電池艙；所述pcs升壓艙包括儲(chǔ)能變流器和高壓控制盒；所述電池艙包括鋰電池模塊、交流匯流柜、直流匯流柜、bms模塊和動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控模塊；

3、其中，所述儲(chǔ)能變流器一端通過(guò)直流匯流盒與鋰電池模塊連接，另一端通過(guò)交流匯流盒與電網(wǎng)連接，用于用于輸入/輸出功率；

4、所述bms模塊與鋰電池模塊連接，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理鋰電池模塊的狀態(tài)；

5、所述bms模塊還與高壓控制盒連接，控制高壓控制盒內(nèi)的總正接觸器、總負(fù)接觸器、預(yù)充回路、熔斷器和塑殼斷路器；

6、所述ems模塊與bms模塊、儲(chǔ)能變流器、高壓控制盒以及外部設(shè)備通信，用于整體控制儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行；

7、所述動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控模塊與鋰電池模塊以及儲(chǔ)能變流器連接，用于監(jiān)測(cè)溫度和環(huán)境條件，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給bms模塊。

8、進(jìn)一步的，所述鋰電池模塊由多個(gè)電池單體串聯(lián)或并聯(lián)組成，構(gòu)成電池模塊，由多個(gè)電池模塊組成電池簇，再由多個(gè)電池簇組成電池系統(tǒng)。

9、進(jìn)一步的，所述儲(chǔ)能單元還包括自供電系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、門(mén)控照明、消防系統(tǒng)和照明系統(tǒng)。

10、進(jìn)一步的，所述儲(chǔ)能單元采用采用模組化設(shè)計(jì)，并可根據(jù)容量需求增減模塊。

11、進(jìn)一步的，所述電池系統(tǒng)滿足1500vdc電壓平臺(tái)，且兼容1000v和1500v電壓等級(jí)。

12、進(jìn)一步的，所述電池系統(tǒng)與儲(chǔ)能變流器可完全解耦，允許分別增減配置。

13、進(jìn)一步的，還包括人機(jī)界面，用于與ems模塊交互。

14、一種電化學(xué)儲(chǔ)能方法，包括：

15、bms模塊實(shí)時(shí)采集鋰電池模塊的狀態(tài)信息，并發(fā)送給ems模塊；

16、ems模塊接收并監(jiān)控來(lái)自bms模塊的數(shù)據(jù)并通過(guò)儲(chǔ)能變流器控制電池的充放電；同時(shí)，ems模塊還接收來(lái)自高壓控制盒的數(shù)據(jù)，當(dāng)檢測(cè)到電池異常時(shí)，通過(guò)高壓控制盒切斷電路；

17、動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控模塊監(jiān)測(cè)溫度和環(huán)境條件并發(fā)送至bms模塊，并經(jīng)由bms模塊控制溫度控制系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)；

18、主電源失效時(shí)，ems模塊控制自供電系統(tǒng)提供應(yīng)急電源。

19、本發(fā)明的有益效果在于：

20、1、采用模塊化設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)化接口，簡(jiǎn)化安裝和調(diào)試過(guò)程，便于現(xiàn)場(chǎng)布局和運(yùn)輸，不僅提高了系統(tǒng)效率還減少了土地占用。

21、2、通過(guò)智能管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控和優(yōu)化系統(tǒng)狀態(tài)，結(jié)合高效的散熱設(shè)計(jì)和多重保護(hù)機(jī)制，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)特征：

1.一種電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，包括：若干儲(chǔ)能單元和一個(gè)ems模塊；每個(gè)儲(chǔ)能單元包括一個(gè)pcs升壓艙和多個(gè)電池艙；所述pcs升壓艙包括儲(chǔ)能變流器和高壓控制盒；所述電池艙包括鋰電池模塊、交流匯流柜、直流匯流柜、bms模塊和動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控模塊；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)能單元還包括自供電系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、門(mén)控照明、消防系統(tǒng)和照明系統(tǒng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)能單元采用采用模組化設(shè)計(jì)，并可根據(jù)容量需求增減模塊。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述電池系統(tǒng)滿足1500vdc電壓平臺(tái)，且兼容1000v和1500v電壓等級(jí)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述電池系統(tǒng)與儲(chǔ)能變流器可完全解耦，允許分別增減配置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，還包括人機(jī)界面，用于與ems模塊交互。

8.一種使用權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)的方法，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域，公開(kāi)了一種電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)及方法，包括：若干儲(chǔ)能單元和一個(gè)EMS模塊；每個(gè)儲(chǔ)能單元包括一個(gè)PCS升壓艙和多個(gè)電池艙；PCS升壓艙包括儲(chǔ)能變流器和高壓控制盒；電池艙包括鋰電池模塊、交流匯流柜、直流匯流柜、BMS模塊和動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控模塊；其中，儲(chǔ)能變流器一端通過(guò)直流匯流盒與鋰電池模塊連接，另一端通過(guò)交流匯流盒與電網(wǎng)連接；BMS模塊與鋰電池模塊以及高壓控制盒連接；EMS模塊與BMS模塊、儲(chǔ)能變流器、高壓控制盒以及外部設(shè)備通信；動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控模塊與鋰電池模塊以及儲(chǔ)能變流器連接。本發(fā)明通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)化接口簡(jiǎn)化安裝并節(jié)省空間，同時(shí)利用智能管理系統(tǒng)和高效散熱設(shè)計(jì)增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性和可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：殷召偉,王碩,陳清,田亞榮,黃護(hù)林
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國(guó)電南京自動(dòng)化股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2