專利名稱：基于鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的移動(dòng)式集裝箱電站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及智能電網(wǎng)領(lǐng)域的蓄電池儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種基于鋰電池儲(chǔ)能的移動(dòng)式集裝箱電站。
背景技術(shù)：
由于工農(nóng)業(yè)建設(shè)的迅猛發(fā)展和農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)人民生活水平的提高，對電能的需求日趨增長，同時(shí)對電能質(zhì)量的要求也日益提高，而且電網(wǎng)在每天不同時(shí)段的負(fù)荷是不平衡，有高峰有低谷，對電網(wǎng)的安生、效率和經(jīng)濟(jì)方面有不利影響。儲(chǔ)能系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)常規(guī)電力系統(tǒng)的削峰填谷，提高電網(wǎng)安全性、效率和經(jīng)濟(jì)性，也是可再生資源大規(guī)模發(fā)展的迫切要求，更是分布式能源和智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，截止2010年底，全球電力儲(chǔ)能裝機(jī)容量約125GW，約占世界電力裝機(jī)容量的3%，我國電力儲(chǔ)能裝機(jī)容量 約16GW，僅占全國電力總裝機(jī)容量的I. 7%，遠(yuǎn)低于世界平均水平。我國電網(wǎng)中用于承擔(dān)調(diào)峰任務(wù)的電站主要有煤電、水電、抽水蓄能等。煤電造價(jià)高、污染環(huán)境，且煤屬于不可再生資源；水電和抽水蓄能受環(huán)境影響較大，可利用的資源有限，其發(fā)展受到限制。再有，我國智能電網(wǎng)覆蓋率不高，在一些電網(wǎng)不發(fā)達(dá)的地區(qū)，迫切需要一種能夠緩解供電緊張局面、提高電網(wǎng)安全性、效率和經(jīng)濟(jì)性、對環(huán)境地域要求低的新型智能儲(chǔ)能電站。目前的儲(chǔ)能電站大多都是固定的，當(dāng)需要進(jìn)行電網(wǎng)改造，而儲(chǔ)能電站容量達(dá)不到新要求時(shí)，如何能有效利用資源，將原儲(chǔ)能電站轉(zhuǎn)移到可用使用的地區(qū)；我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)品種類繁多，受農(nóng)產(chǎn)品自身特性限制，用電高峰期隨季節(jié)而變化，如何能有效地利用儲(chǔ)能電站，使其從非用電高峰地區(qū)方便地轉(zhuǎn)移到其它用電高峰地區(qū)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題提供一種基于鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的移動(dòng)式集裝箱電站，以解決目前常規(guī)采用煤電、水電和抽水蓄能存在的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，目前常規(guī)儲(chǔ)能電站采用固定式不便于移動(dòng)等問題。本實(shí)用新型技術(shù)方案—種基于鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的移動(dòng)式集裝箱電站，它包括監(jiān)控裝置，能量轉(zhuǎn)換裝置，無功補(bǔ)償裝置和電池及其管理裝置，電池及其管理裝置與能量轉(zhuǎn)換裝置導(dǎo)線連接，能量轉(zhuǎn)換裝置和無功補(bǔ)償裝置與監(jiān)控裝置導(dǎo)線連接，能量轉(zhuǎn)換裝置、無功補(bǔ)償裝置、電池及其管理裝置和監(jiān)控裝置安裝在集裝箱內(nèi)。一種基于鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的移動(dòng)式集裝箱電站，它還包括火災(zāi)探測器和換氣風(fēng)扇，火災(zāi)探測器報(bào)警信號通過無線GPRS模塊上傳至網(wǎng)調(diào)中心，換氣風(fēng)扇與溫度控制器導(dǎo)線連接。能量轉(zhuǎn)換裝置和無功補(bǔ)償裝置集成在一個(gè)屏柜內(nèi)。監(jiān)控裝置通過GPRS無線模塊與網(wǎng)調(diào)中心實(shí)現(xiàn)通訊。能量轉(zhuǎn)換裝置和無功補(bǔ)償裝置主回路均采用三橋臂功率模塊結(jié)構(gòu)。[0012]能量轉(zhuǎn)換裝置包括第一濾波器和第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器，第一濾波器與第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器之間通過導(dǎo)線連接。無功補(bǔ)償裝置包括第二濾波器和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器，第二濾波器與第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器之間通過導(dǎo)線連接。本實(shí)用新型有益效果本實(shí)用新型能量轉(zhuǎn)換裝置、無功補(bǔ)償裝置主回路均采用三橋臂功率模塊結(jié)構(gòu)，兩者在控制上均采用電網(wǎng)電壓定向矢量控制，通過坐標(biāo)變換及DQ分解可實(shí)現(xiàn)有功功率、無功功率的完全解耦控制。裝置并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，能量轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換可依據(jù)后臺監(jiān)控裝置下發(fā)的有功功率指令對蓄電池進(jìn)行充放電控制，以實(shí)現(xiàn)計(jì)劃曲線運(yùn)行及參與削峰填谷；無功補(bǔ)償裝置通過檢測負(fù)荷處的電流，通過對電流的解耦計(jì)算出就地負(fù)荷的無功電流，通過對功率模塊的控制以實(shí)現(xiàn)快速無功輸出，實(shí)時(shí)補(bǔ)償就地?zé)o功負(fù)荷，從而改善就地的電能質(zhì)量；系統(tǒng)離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，電池組處于放電狀態(tài)，能量轉(zhuǎn)換裝置作為系統(tǒng)主電源進(jìn)行獨(dú)立逆變，為就地負(fù)荷提供 恒壓恒頻的交流電源，無功補(bǔ)償裝置檢測就地負(fù)荷的電流，并通過對功率模塊的控制以實(shí)現(xiàn)就地?zé)o功補(bǔ)償，通過以上控制，可實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型在并網(wǎng)/離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)能量轉(zhuǎn)換裝置提供純有功功率、無功補(bǔ)償裝置提供純無功功率。本實(shí)用新型運(yùn)行時(shí)，可通過監(jiān)控裝置實(shí)時(shí)控制能量轉(zhuǎn)換裝置和無功補(bǔ)償裝置的功率期望，從而實(shí)現(xiàn)有功無功協(xié)調(diào)控制，通過本實(shí)用新型的實(shí)施，可以實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)的削峰填谷和無功就地補(bǔ)償功能，從而提高電網(wǎng)的安全性、效率和經(jīng)濟(jì)性。本實(shí)用新型具有無污染、安全性高、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，特別是本實(shí)用新型具有可移動(dòng)性，安裝方便，對環(huán)境地域等因素要求低；解決了目前常規(guī)采用煤電、水電和抽水蓄能存在的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，目前常規(guī)儲(chǔ)能電站采用固定式不便于移動(dòng)等問題。


圖I為本實(shí)用新型功能模塊組成圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的一次回路接線示意圖。
具體實(shí)施方式
一種基于鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的移動(dòng)式集裝箱電站，它包括(見圖I)監(jiān)控裝置，能量轉(zhuǎn)換裝置，無功補(bǔ)償裝置和電池及其管理裝置，電池及其管理裝置與能量轉(zhuǎn)換裝置導(dǎo)線連接，能量轉(zhuǎn)換裝置和無功補(bǔ)償裝置與監(jiān)控裝置導(dǎo)線連接，能量轉(zhuǎn)換裝置、無功補(bǔ)償裝置、電池及其管理裝置和監(jiān)控裝置安裝在集裝箱內(nèi)。一種基于鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的移動(dòng)式集裝箱電站，它還包括火災(zāi)探測器和換氣風(fēng)扇，火災(zāi)探測器報(bào)警信號通過無線GPRS模塊上傳至網(wǎng)調(diào)中心，換氣風(fēng)扇與溫度控制器導(dǎo)線連接。能量轉(zhuǎn)換裝置和無功補(bǔ)償裝置集成在一個(gè)屏柜內(nèi)。監(jiān)控裝置通過GPRS無線模塊與網(wǎng)調(diào)中心實(shí)現(xiàn)通訊。能量轉(zhuǎn)換裝置和無功補(bǔ)償裝置主回路均采用三橋臂功率模塊結(jié)構(gòu)。能量轉(zhuǎn)換裝置包括第一濾波器和第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器，第一濾波器與第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器之間通過導(dǎo)線連接。無功補(bǔ)償裝置包括第二濾波器和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器，第二濾波器與第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器之間通過導(dǎo)線連接。圖2所示為本實(shí)用新型一種實(shí)施例的一次回路接線示意圖。能量轉(zhuǎn)換裝置和無功補(bǔ)償裝置集成在一個(gè)屏柜內(nèi)，能量轉(zhuǎn)換裝置直流側(cè)通過電纜與電池連接，交流側(cè)與隔離變壓器導(dǎo)線相連，經(jīng)儲(chǔ)能開關(guān)接入380V母線；無功補(bǔ)償裝置直接經(jīng)儲(chǔ)能開關(guān)接入380V母線；監(jiān)控裝置與網(wǎng)調(diào)中心采用GPRS無線通訊，與能量轉(zhuǎn)換裝置和無功補(bǔ)償裝置采用CAN網(wǎng)或RS485通訊，電流、電壓測量器件CT15、PT16的電流、電壓測量上傳給監(jiān)控裝置；380V母線經(jīng)并網(wǎng)開關(guān)接入配電變壓器的低壓側(cè)，從380V母線引出電源經(jīng)負(fù)荷開關(guān)向負(fù)荷供電；配電變壓器高壓側(cè)接入電網(wǎng)；本實(shí)施例的主要功能為電網(wǎng)正常時(shí)，本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)負(fù)荷的“削峰填谷”和無功功率的就地補(bǔ)償，提高電能質(zhì)量。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控裝置發(fā)出離網(wǎng)運(yùn)行指令，自動(dòng)跳開并網(wǎng)開關(guān)，本實(shí)用新型切換為離網(wǎng)運(yùn)行，能量轉(zhuǎn)換裝置短時(shí)為就地負(fù)荷提供穩(wěn)定的電壓和頻率，無功補(bǔ)償裝置補(bǔ)償就地?zé)o功負(fù)荷。當(dāng)監(jiān)控裝置檢測到電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常時(shí)，則先跳開儲(chǔ)能開關(guān)使本實(shí)用新型退出工作，退出后，再依次合并網(wǎng)開關(guān)、儲(chǔ)能開關(guān)，使集裝箱電站重新投入，并按并網(wǎng)運(yùn)行模式工作。 能量轉(zhuǎn)換裝置由第一濾波器和第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成，第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器采用由絕緣柵雙極型晶體管IGBT所構(gòu)成三相橋式結(jié)構(gòu)，直流側(cè)與電池連接；第一濾波器的一端與第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器交流側(cè)連接，另一端經(jīng)隔離變壓器接入380V母線。無功補(bǔ)償裝置由第二濾波器和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成，第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器采用由絕緣柵雙極型晶體管IGBT所構(gòu)成三相橋式結(jié)構(gòu)，直流側(cè)與支撐電容連接；第二濾波器的一端與第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器交流側(cè)連接，另一端直接接入380V母線。本實(shí)用新型中能量轉(zhuǎn)換裝置與無功補(bǔ)償裝置集成在一個(gè)屏柜中，它們之間的協(xié)調(diào)控制策略如下在控制上均采用電網(wǎng)電壓定向矢量控制，通過坐標(biāo)變換及DQ分解可實(shí)現(xiàn)有功功率、無功功率的完全解耦控制。裝置并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，能量轉(zhuǎn)換裝置可依據(jù)監(jiān)控裝置下發(fā)的有功功率指令對電池進(jìn)行充放電控制，以實(shí)現(xiàn)計(jì)劃曲線運(yùn)行及參與削峰填谷；無功補(bǔ)償裝置通過檢測負(fù)荷處的電流，通過對電流的解耦計(jì)算出就地負(fù)荷的無功電流，實(shí)現(xiàn)快速無功輸出，實(shí)時(shí)補(bǔ)償就地?zé)o功負(fù)荷，從而改善就地的電能質(zhì)量；系統(tǒng)離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，電池處于放電狀態(tài)，能量轉(zhuǎn)換裝置作為系統(tǒng)主電源進(jìn)行獨(dú)立逆變，為就地負(fù)荷提供恒壓恒頻的交流電源，無功補(bǔ)償裝置檢測就地負(fù)荷的電流，實(shí)現(xiàn)就地?zé)o功補(bǔ)償。通過以上控制方法，可實(shí)現(xiàn)在并網(wǎng)/離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)能量轉(zhuǎn)換裝置提供純有功功率，無功補(bǔ)償裝置提供純無功功率。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，可通過監(jiān)控裝置實(shí)時(shí)控制能量轉(zhuǎn)換裝置與無功補(bǔ)償裝置的功率期望，從而實(shí)現(xiàn)有功無功協(xié)調(diào)控制。本實(shí)用新型所有設(shè)備安裝在兩個(gè)集裝箱中。一個(gè)集裝箱中安裝電池及其管理裝置。電池及其管理裝置由若干個(gè)電池模塊組成，電池模塊分層安裝在電池架上，同一層電池模塊間采用導(dǎo)電條串聯(lián)連接，上下電池模塊采用導(dǎo)電銅排連接。另一個(gè)集裝箱中安裝四面屏配電屏、監(jiān)控裝置屏、變壓器、功率屏，配電屏中安裝并網(wǎng)開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)及電流、電壓測量器件CT15、PT15。監(jiān)控裝置屏中安裝監(jiān)控機(jī)、顯示器、模式控制器、UPS ;配電屏內(nèi)安裝并網(wǎng)開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、其它屏柜二次電源系統(tǒng)及CT15、PT15測量器件；變壓器屏主要安裝隔離變壓器和儲(chǔ)能開關(guān)；功率屏中安裝能量轉(zhuǎn)換裝置、無功補(bǔ)償裝置、控制器。集裝箱配有火災(zāi)探測器和換氣風(fēng)扇。監(jiān)控裝置接收到火災(zāi)探測器報(bào)警信號后可通過無線GPRS模塊上傳至網(wǎng)調(diào)中心，及時(shí)預(yù)警；風(fēng)扇的啟動(dòng)/停止通過溫度控制器控制。
權(quán)利要求1.一種基于鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的移動(dòng)式集裝箱電站，它包括監(jiān)控裝置，能量轉(zhuǎn)換裝置，無功補(bǔ)償裝置和電池及其管理裝置，其特征在于電池及其管理裝置與能量轉(zhuǎn)換裝置導(dǎo)線連接，能量轉(zhuǎn)換裝置和無功補(bǔ)償裝置與監(jiān)控裝置導(dǎo)線連接，能量轉(zhuǎn)換裝置、無功補(bǔ)償裝置、電池及其管理裝置和監(jiān)控裝置安裝在集裝箱內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的移動(dòng)式集裝箱電站，其特征在于它還包括火災(zāi)探測器和換氣風(fēng)扇，火災(zāi)探測器報(bào)警信號通過無線GPRS模塊上傳至網(wǎng)調(diào)中心，換氣風(fēng)扇與溫度控制器導(dǎo)線連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的移動(dòng)式集裝箱電站，其特征在于能量轉(zhuǎn)換裝置和無功補(bǔ)償裝置集成在一個(gè)屏柜內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的移動(dòng)式集裝箱電站，其特征在于監(jiān)控裝置通過GPRS無線模塊與網(wǎng)調(diào)中心實(shí)現(xiàn)通訊。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的移動(dòng)式集裝箱電站，其特征在于能量轉(zhuǎn)換裝置和無功補(bǔ)償裝置主回路均采用三橋臂功率模塊結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的移動(dòng)式集裝箱電站，其特征在于能量轉(zhuǎn)換裝置包括第一濾波器和第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器，第一濾波器與第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器之間通過導(dǎo)線連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的移動(dòng)式集裝箱電站，其特征在于無功補(bǔ)償裝置包括第二濾波器和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器，第二濾波器與第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器之間通過導(dǎo)線連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的移動(dòng)式集裝箱電站，它包括監(jiān)控裝置，能量轉(zhuǎn)換裝置，無功補(bǔ)償裝置和電池及其管理裝置，其特征在于電池及其管理裝置與能量轉(zhuǎn)換裝置導(dǎo)線連接，能量轉(zhuǎn)換裝置和無功補(bǔ)償裝置與監(jiān)控裝置導(dǎo)線連接，能量轉(zhuǎn)換裝置、無功補(bǔ)償裝置、電池及其管理裝置和監(jiān)控裝置安裝在集裝箱內(nèi)；解決了目前常規(guī)采用煤電、水電和抽水蓄能存在的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，目前常規(guī)儲(chǔ)能電站采用固定式不便于移動(dòng)等問題。
文檔編號H02B1/24GK202564785SQ20122013564
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者趙慶明, 皮顯松, 王晶明, 劉寧, 李慶生, 陳曉, 林順生, 張利聲, 羅勇, 文晶, 劉坤, 操豐梅, 劉志超 申請人:貴州電網(wǎng)公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心, 安順供電局, 北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司