本發(fā)明涉及電池充放電保護,特別是涉及一種面向儲能電站電池組的充放電保護系統(tǒng)。
背景技術(shù):
1、隨著雙碳目標的提出,可再生能源規(guī)模繼續(xù)擴大,儲能電站目前普遍采用磷酸鐵鋰電池,主要是因為磷酸鐵鋰電池在高溫環(huán)境下的性能表現(xiàn)良好。從理論和實際應用(如汽車行業(yè)的廣泛使用)來看,磷酸鐵鋰電池在沒有特別的保溫措施的情況下,可以在-20℃至+60℃的溫度范圍內(nèi)正常充放電。但是,在低溫條件下,如-20℃時,其容量相較于+25℃時會有所下降,保守估計僅為后者的60%至70%,這意味著低溫環(huán)境下電池的儲能能力會有所減少。雖然電池支持高達2c的充放電流,但在這種條件下,其充放電壽命通常被官方標定為大約2000次,即過度的充電或放電會顯著縮短電池的使用壽命,并且極端的過充或過放會大幅減少電池可承受的充放電次數(shù),另外,由于磷酸鐵鋰電池沒有明顯的記憶效應,所以滿充滿放并不會延長電池的使用壽命。
2、因此,采用快充或高強度放電的做法無法同時實現(xiàn)超過5000次充放電的高壽命目標。為了最大限度地延長電池組的壽命,需要采用避免急速充放電、延長電池壽命的措施。
3、此外,在高濕環(huán)境下,使用開關(guān)電源實現(xiàn)高電壓絕緣對于小功率電源(主要用于供電采集單元)而言是一個挑戰(zhàn)。這些電源通常體積較小,制造高壓絕緣產(chǎn)品不僅困難,而且難以適應未來電壓提升的需求。隨著絕緣層增厚,小電源的耐壓能力可能會提升,但其效率和可靠性往往會下降。同時,由于這種電源通常是小批量生產(chǎn),它不太可能成為大規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)品,因此成本也相對較高。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種面向儲能電站電池組的充放電保護系統(tǒng),可提高儲能電站中電磁敏感電路的電磁兼容性,延長儲能電站電池組的壽命。
2、為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了如下方案:
3、一種面向儲能電站電池組的充放電保護系統(tǒng),包括:
4、電磁脈沖保護裝置,設(shè)置在儲能電站的電磁敏感電路上,用于屏蔽電磁脈沖對所述電磁敏感電路造成的干擾;
5、充放電保護裝置,與所述儲能電站的電池組及電池單體連接,用于采集所述儲能電站的電池組和電池單體的實時溫度、實時電壓及實時電流,并基于所述儲能電站的電池組和電池單體的實時溫度、實時電壓及實時電流,對所述儲能電站的電池組和電池單體進行帶電熱插拔,以對所述儲能電站的電池組及電池單體進行充放電保護。
6、可選地,所述儲能電站的電磁敏感電路包括變流器、開關(guān)電源、信號采集電路及中央處理器。
7、可選地,電磁脈沖保護裝置包括:
8、輸入保護設(shè)備,設(shè)置在儲能電站的電磁敏感電路的入口處,用于對所述電磁敏感電路的入口處進入的電磁脈沖進行隔離保護;
9、氣體保護設(shè)備,設(shè)置在儲能電站的變流器與電網(wǎng)之間,用于防止電磁脈沖反向進入變流器;
10、屏蔽設(shè)備,設(shè)置在儲能電站的電磁敏感電路上,用于屏蔽所述電磁敏感電路的感應脈沖;
11、外部通信保護設(shè)備,設(shè)置在儲能電站的外部通訊端口處,用于避免外部通訊端口的感應電磁脈沖進入儲能電站的電磁敏感電路。
12、可選地,所述輸入保護設(shè)備包括:
13、功率因數(shù)補償裝置,與儲能電站的變流器連接,用于對所述變流器進行功率因數(shù)補償;
14、氣體放電管,設(shè)置在儲能電站的開關(guān)電源的入口處,用于泄放所述開關(guān)電源入口處的雷電瞬時過電流并限制過電壓;
15、共模和差模中和濾波器,設(shè)置在儲能電站的開關(guān)電源的入口處,用于對所述開關(guān)電源入口處的電磁脈沖進行濾波;
16、屏蔽層,設(shè)置在儲能電站的開關(guān)電源變壓器的初級繞組和次級繞組之間,用于隔離通過所述初級繞組及所述次級繞組的電容耦合的電磁脈沖。
17、可選地,所述功率因數(shù)補償裝置為有源功率因數(shù)補償裝置。
18、可選地,所述共模和差模中和濾波器包括第一共模電感、第二共模電感、第一電容、第二電容、第三電容及第四電容;
19、所述第一共模電感與所述開關(guān)電源的正極入口連接,所述第二共模電感與所述開關(guān)電源的負極入口連接;
20、所述第一電容的一端連接至所述第一共模電感與交流電之間,所述第二電容的一端連接至所述第一共模電感與所述開關(guān)電源的正極入口之間,所述第三電容連接至所述第二共模電感與交流電之間,所述第四電容連接至所述第二共模電感與所述開關(guān)電源的負極入口之間,所述第一電容、所述第二電容、所述第三電容及所述第四電容的另一端均接地;
21、所述氣體放電管的一端連接至所述第一共模電感與交流電之間,所述氣體放電管的另一端連接至所述第二共模電感與交流電之間。
22、可選地,所述氣體保護設(shè)備為氣體放電管。
23、可選地,所述屏蔽設(shè)備為屏蔽罩。
24、可選地,所述外部通信保護設(shè)備包括:
25、tvs二極管,設(shè)置在儲能電站的開關(guān)電源的出口處,用于吸收所述開關(guān)電源出口處的電磁脈沖;
26、光纖,設(shè)置在儲能電站的上端采集單元與下端采集單元之間,用于隔離所述上端采集單元與所述下端采集單元之間的電壓。
27、可選地,所述充放電保護裝置包括:
28、溫度傳感器,設(shè)置在儲能電站的電池組和電池單體上,并與所述儲能電站的電池管理系統(tǒng)連接,用于采集所述儲能電站的電池組和電池單體的實時溫度,并發(fā)送至所述電池管理系統(tǒng);
29、電壓傳感器,與儲能電站的電池組及電池單體連接,用于采集所述儲能電站的電池組及電池單體的實時電壓,并發(fā)送至所述電池管理系統(tǒng);
30、電流傳感器,與儲能電站的電池組及電池單體連接,用于采集所述儲能電站的電池組及電池單體的實時電流,并發(fā)送至所述電池管理系統(tǒng);
31、所述電池管理系統(tǒng)根據(jù)所述儲能電站的電池組和電池單體的實時溫度、實時電壓及實時電流,確定各電池組和各電池單體的工作狀態(tài),并在任一電池組或任一電池單體的工作狀態(tài)發(fā)生異常時,產(chǎn)生報警信號;
32、火焰與可燃氣體報警裝置,設(shè)置在儲能電站的電池模組箱中,用于檢測所述電池模組箱中是否存在火焰及可燃氣體,若是,則產(chǎn)生報警信號;
33、帶電熱插拔裝置,設(shè)置在儲能電站的電池組之間及電池單體之間,并分別與所述電池管理系統(tǒng)及所述火焰與可燃氣體報警裝置連接,用于在所述電池管理系統(tǒng)或所述火焰與可燃氣體報警裝置產(chǎn)生報警信號時,斷開對應的電池組之間的連接或?qū)碾姵貑误w之間的連接。
34、根據(jù)本發(fā)明提供的具體實施例,本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果:通過在儲能電站的電磁敏感電路上設(shè)置電磁脈沖保護裝置,屏蔽電磁脈沖對電磁敏感電路造成的干擾,提高了儲能電站中電磁敏感電路的電磁兼容性,通過充放電保護裝置采集電池組和電池單體的實時溫度、實時電壓及實時電流,并對電池組和電池單體進行帶電熱插拔,以對電池組及電池單體進行充放電保護,進而最大限度地延長了電池組和電池單體的壽命。
1.一種面向儲能電站電池組的充放電保護系統(tǒng),其特征在于,所述面向儲能電站電池組的充放電保護系統(tǒng)包括:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向儲能電站電池組的充放電保護系統(tǒng),其特征在于,所述儲能電站的電磁敏感電路包括變流器、開關(guān)電源、信號采集電路及中央處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向儲能電站電池組的充放電保護系統(tǒng),其特征在于,電磁脈沖保護裝置包括:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向儲能電站電池組的充放電保護系統(tǒng),其特征在于,所述輸入保護設(shè)備包括:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的面向儲能電站電池組的充放電保護系統(tǒng),其特征在于,所述功率因數(shù)補償裝置為有源功率因數(shù)補償裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的面向儲能電站電池組的充放電保護系統(tǒng),其特征在于,所述共模和差模中和濾波器包括第一共模電感、第二共模電感、第一電容、第二電容、第三電容及第四電容;
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向儲能電站電池組的充放電保護系統(tǒng),其特征在于,所述氣體保護設(shè)備為氣體放電管。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向儲能電站電池組的充放電保護系統(tǒng),其特征在于,所述屏蔽設(shè)備為屏蔽罩。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向儲能電站電池組的充放電保護系統(tǒng),其特征在于,所述外部通信保護設(shè)備包括:
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向儲能電站電池組的充放電保護系統(tǒng),其特征在于,所述充放電保護裝置包括: