應(yīng)用于電力系統(tǒng)的移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型揭示了一種應(yīng)用于電力系統(tǒng)的移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備，包括移動(dòng)裝置和儲(chǔ)能裝置；所述的移動(dòng)裝置包括車載集裝箱、用于固定集裝箱的汽車底盤以及汽車車頭；所述的儲(chǔ)能裝置安裝在車載集裝箱內(nèi)，其包括電池組、電池管理系統(tǒng)和功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，所述的電池管理系統(tǒng)采集電池組狀態(tài)信息并設(shè)有至于車外的傳輸線接口，所述的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)連接電池組并設(shè)有至于車外的電纜線接口。該儲(chǔ)能設(shè)備移動(dòng)便捷，可方便的通過汽車運(yùn)送到需要使用的地方，可以作為電網(wǎng)調(diào)壓調(diào)頻、電源備用、保障輸電系統(tǒng)穩(wěn)定、負(fù)荷均衡、削峰填谷、配合新能源接入、用戶能量管理等等所需要的地方。
【專利說明】應(yīng)用于電力系統(tǒng)的移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種呈車載集裝箱形式的大容量電池儲(chǔ)能裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]長久以來，由于儲(chǔ)能技術(shù)的不成熟，電能難以存儲(chǔ)，所以在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中，發(fā)電、輸電、配電、用電幾乎是同時(shí)進(jìn)行的，電網(wǎng)通過調(diào)度的手段來保證電能的實(shí)時(shí)平衡。而當(dāng)今社會(huì)，在新能源大規(guī)模接入、微電網(wǎng)大規(guī)模發(fā)展、智能電網(wǎng)如火如荼規(guī)劃的背景下，各種新的問題逐漸凸顯，儲(chǔ)能系統(tǒng)越來越成為現(xiàn)代電力系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是實(shí)現(xiàn)一種具有移動(dòng)功能的儲(chǔ)能設(shè)備。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種應(yīng)用于電力系統(tǒng)的移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備，包括移動(dòng)裝置和儲(chǔ)能裝置；
[0005]所述的移動(dòng)裝置包括車載集裝箱、用于固定集裝箱的汽車底盤以及汽車車頭；
[0006]所述的儲(chǔ)能裝置安裝在車載集裝箱內(nèi)，其包括電池組、電池管理系統(tǒng)和功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，所述的電池管理系統(tǒng)采集電池組狀態(tài)信息并設(shè)有至于車外的傳輸線接口，所述的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)連接電池組并設(shè)有至于車外的電纜線接口。
[0007]密封的車載集裝箱本體內(nèi)部兩側(cè)固定有機(jī)架，中間設(shè)有檢修通道，并在一端設(shè)有檢修門，每側(cè)機(jī)架有若干層，電池組分別固定在機(jī)架內(nèi)，與所述的電池組連接的交流電纜和信號(hào)光纖連接至集裝箱外，所述的集裝箱設(shè)有通氣排風(fēng)口和空調(diào)，且功率轉(zhuǎn)換系的交流電纜接口和電池管理系統(tǒng)的信號(hào)光纖的出口置于集裝箱底面。
[0008]所述的電池組還配套有UPS、能量管理系統(tǒng)、電網(wǎng)保護(hù)單元與監(jiān)控系統(tǒng)，功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)位于集裝箱最內(nèi)部，緊貼正面內(nèi)壁。
[0009]每個(gè)所述的電池組由若干電池模塊串聯(lián)組成，每個(gè)所述的電池模塊由若干電池單體并聯(lián)構(gòu)成，所述的電池管理系統(tǒng)包括采集每個(gè)電池單體信號(hào)的電池管理模塊和采集每個(gè)電池模塊信號(hào)的電池管理單元。
[0010]所述的電池組的每個(gè)電池模塊都配有散熱風(fēng)扇，且電池組之間設(shè)有散熱間隙。
[0011]所述的通氣排風(fēng)口內(nèi)設(shè)有風(fēng)扇，其置于集裝箱側(cè)面上部位置；所述的集裝箱內(nèi)設(shè)有照明系統(tǒng)以及梯架裝置。
[0012]所述的集裝箱內(nèi)設(shè)有無線通信單元，其將信號(hào)光纖輸送至監(jiān)控中心。
[0013]所述的電池管理系統(tǒng)和功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中分別設(shè)有光纖從站，并相互通過光纖連接，所述的光纖從站分別連接到能量管理系統(tǒng)中的光纖模塊主站；電池管理系統(tǒng)中的主控制器、功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的主控制器分別與各自的接口單元間以及能量管理系統(tǒng)主控制器與光纖模塊主站間均采用EnterCAT以太網(wǎng)連接。
[0014]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于該儲(chǔ)能設(shè)備移動(dòng)便捷，可方便的通過汽車運(yùn)送到需要使用的地方，可以作為電網(wǎng)調(diào)壓調(diào)頻、電源備用、保障輸電系統(tǒng)穩(wěn)定、負(fù)荷均衡、削峰填谷、配合新能源接入、用戶能量管理等等所需要的地方。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面對(duì)本實(shí)用新型說明書中每幅附圖表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡要說明:
[0016]圖1為集裝箱內(nèi)機(jī)架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為儲(chǔ)能裝置結(jié)構(gòu)框圖；
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面對(duì)照附圖，通過對(duì)實(shí)施例的描述，本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)用新型構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。
[0019]一種應(yīng)用于電力系統(tǒng)的移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備包括移動(dòng)裝置和儲(chǔ)能裝置，其中移動(dòng)裝置包括車載集裝箱、用于固定集裝箱的汽車底盤以及汽車車頭；所述的儲(chǔ)能裝置安裝在車載集裝箱內(nèi)，其設(shè)有電池組，電池組可配套有功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(CS)、UPS、電池管理系統(tǒng)(BMS)Jg量管理、電網(wǎng)保護(hù)單元、與監(jiān)控系統(tǒng)，電池管理系統(tǒng)，其用于監(jiān)測、評(píng)估以及保護(hù)電池運(yùn)行狀態(tài)的電子設(shè)備，UPS是為了保障電源異常時(shí)BMS的正常供電，二者共同位于集裝箱中部緊鄰電池組的位置。GPU即電網(wǎng)保護(hù)單元(Grid Protection unit),功能是監(jiān)測儲(chǔ)能系統(tǒng)與電網(wǎng)的耦合點(diǎn)處的各種問題和系統(tǒng)錯(cuò)誤，如過電壓、低電壓、過頻、低頻、過電流等，一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤立即使儲(chǔ)能系統(tǒng)脫離電網(wǎng)。GPU —般遵循SEL-547協(xié)議和IEEE1547協(xié)議。功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)位于集裝箱最內(nèi)部，緊貼正面內(nèi)壁，除功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)外的其余裝置均分列在集裝箱兩側(cè)，中間留出一人寬的過道供工作人員通過。電池管理系統(tǒng)采集電池組狀態(tài)信息并設(shè)有至于車外的傳輸線接口，功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)連接電池組并設(shè)有至于車外的電纜線接口。功率轉(zhuǎn)換系的交流電纜接口和電池管理系統(tǒng)的信號(hào)光纖的出口置于集裝箱底面。從而為方便于現(xiàn)場安裝和操作
[0020]箱式移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備是將電池組固定在車載集裝箱內(nèi)，電池組是由大量電池模塊串并聯(lián)組成的，這樣的設(shè)備能夠具備便于長途運(yùn)輸?shù)幕竟δ?。為了便于檢修，電池組均分為兩部分，分列在集裝箱兩側(cè)，中間留出一人寬的過道供工作人員通過。在通道一端設(shè)有檢修門，設(shè)備檢修門應(yīng)設(shè)有防鎖死功能，緊急情況時(shí)供工作人員安全離開現(xiàn)場。如圖1所示，用車載集裝箱本體內(nèi)部兩側(cè)機(jī)架固定，機(jī)架具有若干層，電池組分層固定。一般來說，電池組的體積和重量在一定程度上決定了集裝箱的規(guī)格，因此應(yīng)盡量選擇體積較小、重量較輕的電池組以便于運(yùn)輸，使儲(chǔ)能系統(tǒng)更加靈活，移動(dòng)式的優(yōu)勢(shì)更為突出。集裝箱一般至少有2m高，為了檢修高處設(shè)備需要移動(dòng)梯作業(yè)，移動(dòng)梯置于機(jī)架一側(cè)，集裝箱內(nèi)還需設(shè)有照明系統(tǒng)。
[0021]由于充放電時(shí)電池組的溫升較大，通常每個(gè)電池模塊都配有專門的風(fēng)扇進(jìn)行散熱，并且電池組之間設(shè)有散熱間隙。同時(shí)集裝箱設(shè)有通氣排風(fēng)口和空調(diào)，通氣排風(fēng)口內(nèi)設(shè)有風(fēng)扇，其置于集裝箱側(cè)面上部位置，從而保證空氣流通。電池組配有溫度傳感器，溫度傳感器與空調(diào)連接，這樣當(dāng)整體或局部溫度過高時(shí)，空調(diào)會(huì)自動(dòng)開啟，進(jìn)行降溫。
[0022]為使設(shè)備具有遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，集裝箱內(nèi)設(shè)有無線通信單元，其將信號(hào)光纖輸送至監(jiān)控中心，能夠?qū)崿F(xiàn)與主控的通信，向監(jiān)控中心傳送當(dāng)前工作信息，同時(shí)接受主控的控制。這樣設(shè)備固定安裝后，不需要人看守，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。同時(shí)為提高設(shè)備安全性，集裝箱內(nèi)設(shè)有煙霧傳感器，該煙霧傳感器與自動(dòng)CO2滅火裝置連接，當(dāng)發(fā)現(xiàn)煙霧時(shí)，可以進(jìn)行滅火處理，降低事故風(fēng)險(xiǎn)。此外，也可以在集裝箱內(nèi)應(yīng)放置足量的CO2滅火瓶滅火用
[0023]儲(chǔ)能裝置還設(shè)有通信電路，其包括EMS系統(tǒng)中的儲(chǔ)能系統(tǒng)主控制器、BMS系統(tǒng)中的電池組主控制器、PCS系統(tǒng)中的PCS主控制器，BMS系統(tǒng)和PCS系統(tǒng)中分別設(shè)有光纖從站相互通過光纖連接，并且兩個(gè)光纖從站分別連接到EMS系統(tǒng)中的光纖模塊主站；電池組主控制器、PCS主控制器分別與各自的接口單元間以及儲(chǔ)能系統(tǒng)主控制器與光纖模塊主站間均采用EnterCAT以太網(wǎng)連接。
[0024]EMS系統(tǒng)中設(shè)有規(guī)約轉(zhuǎn)換器，通過規(guī)約轉(zhuǎn)換器連接光纖模塊主站，實(shí)現(xiàn)各種通訊之間的轉(zhuǎn)換。BMS系統(tǒng)中電池組主控制器與光纖從站之間采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)進(jìn)行通訊；PCS系統(tǒng)中PCS主控制器與光纖從站之間采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)進(jìn)行通訊；EMS系統(tǒng)中儲(chǔ)能系統(tǒng)主控制器與規(guī)約轉(zhuǎn)換器之間采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)進(jìn)行通訊。BMS系統(tǒng)和PCS系統(tǒng)中的接口單元采用串口分別與電池組和PCS組進(jìn)行通訊。
[0025]BMS系統(tǒng)對(duì)EMS系統(tǒng)上送的信息包括:
[0026](I)開關(guān)量信息:主要是接觸器狀態(tài)、斷路器狀態(tài)。
[0027](2)模擬量信息:電池組平均電壓，電池組電壓方差、電池組最高電壓、電池組最低電壓、電池組電壓，電池組電流、電池組功率、電池組絕緣阻抗、電池組S0C、電池組可用能量、檢測到的電池單體電壓、當(dāng)前單元電壓、當(dāng)前單元電流、單元S0C、系統(tǒng)S0C、系統(tǒng)可用能量、當(dāng)前系統(tǒng)功率等、系統(tǒng)允許充電電流、允許放電電流。
[0028](3)非電量信息:電池組溫度、當(dāng)前單元溫度等。
[0029](4)運(yùn)行信息:運(yùn)行狀態(tài)、各種保護(hù)動(dòng)作信號(hào)；事故告警信號(hào)，電壓過低告警、電壓過低保護(hù)動(dòng)作(開關(guān)量)、溫度過高告警(開關(guān)量)、電壓過高保護(hù)動(dòng)作(開關(guān)量)。
[0030]EMS系統(tǒng)對(duì)BMS系統(tǒng)下達(dá)的信息包括:
[0031](I)運(yùn)行參數(shù)設(shè)置蓄電池運(yùn)行參數(shù)保護(hù)定值、報(bào)警定值設(shè)置信息等必要信息至BMS。
[0032]PCS系統(tǒng)對(duì)EMS系統(tǒng)上送的信息包括:
[0033](I)開關(guān)量信息:主要是直流側(cè)、交流側(cè)接觸器、斷路器的狀態(tài)；運(yùn)行模式(并網(wǎng)、孤網(wǎng)、充電、放電、待機(jī)等)、就地操作把手的狀態(tài)等。
[0034](2)模擬量信息:直流側(cè)電壓、電流；交流側(cè)三相電壓、電流、有功、無功。
[0035](3)非電量信息:IGBT模塊溫度、電抗器溫度等。
[0036](4)運(yùn)行信息:各種保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、事故告警信號(hào)。
[0037]EMS系統(tǒng)I對(duì)PCS系統(tǒng)3下達(dá)的信息包括:
[0038](I)運(yùn)行模式切換:并網(wǎng)/孤網(wǎng)的轉(zhuǎn)換、充電/放電的轉(zhuǎn)換。
[0039](2)運(yùn)行參數(shù)設(shè)定:充電/放電倍率、放電深度、各種保護(hù)定值等。
[0040]上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.應(yīng)用于電力系統(tǒng)的移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備，其特征在于:包括移動(dòng)裝置和儲(chǔ)能裝置； 所述的移動(dòng)裝置包括車載集裝箱、用于固定集裝箱的汽車底盤以及汽車車頭； 所述的儲(chǔ)能裝置安裝在車載集裝箱內(nèi)，其包括電池組、電池管理系統(tǒng)和功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，所述的電池管理系統(tǒng)采集電池組狀態(tài)信息并設(shè)有至于車外的傳輸線接口，所述的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)連接電池組并設(shè)有至于車外的電纜線接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于電力系統(tǒng)的移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備，其特征在于:密封的車載集裝箱本體內(nèi)部兩側(cè)固定有機(jī)架，中間設(shè)有檢修通道，并在一端設(shè)有檢修門，每側(cè)機(jī)架有若干層，電池組分別固定在機(jī)架內(nèi)，與所述的電池組連接的交流電纜和信號(hào)光纖連接至集裝箱外，所述的集裝箱設(shè)有通氣排風(fēng)口和空調(diào)，且功率轉(zhuǎn)換系的交流電纜接口和電池管理系統(tǒng)的信號(hào)光纖的出口置于集裝箱底面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于電力系統(tǒng)的移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備，其特征在于:所述的電池組還配套有UPS、能量管理系統(tǒng)、電網(wǎng)保護(hù)單元與監(jiān)控系統(tǒng)，功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)位于集裝箱最內(nèi)部，緊貼正面內(nèi)壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于電力系統(tǒng)的移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備，其特征在于:每個(gè)所述的電池組由若干電池模塊串聯(lián)組成，每個(gè)所述的電池模塊由若干電池單體并聯(lián)構(gòu)成，所述的電池管理系統(tǒng)包括采集每個(gè)電池單體信號(hào)的電池管理模塊和采集每個(gè)電池模塊信號(hào)的電池管理單元。
5.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的應(yīng)用于電力系統(tǒng)的移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備，其特征在于:所述的電池組的每個(gè)電池模塊都配有散熱風(fēng)扇，且電池組之間設(shè)有散熱間隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于電力系統(tǒng)的移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備，其特征在于:所述的通氣排風(fēng)口內(nèi)設(shè)有風(fēng)扇，其置于集裝箱側(cè)面上部位置；所述的集裝箱內(nèi)設(shè)有照明系統(tǒng)以及梯架>j-U ρ?α裝直。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于電力系統(tǒng)的移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備，其特征在于:所述的集裝箱內(nèi)設(shè)有無線通信單元，其將信號(hào)光纖輸送至監(jiān)控中心。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于電力系統(tǒng)的移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備，其特征在于:所述的電池管理系統(tǒng)和功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中分別設(shè)有光纖從站，并相互通過光纖連接，所述的光纖從站分別連接到能量管理系統(tǒng)中的光纖模塊主站；電池管理系統(tǒng)中的主控制器、功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的主控制器分別與各自的接口單元間以及能量管理系統(tǒng)主控制器與光纖模塊主站間均采用EnterCAT以太網(wǎng)連接。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK203774809SQ201320779830
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】蔡旭, 姜廣宇, 王海松, 李睿, 曹云峰 申請(qǐng)人:安徽啟光能源科技研究院有限公司