[发明专利]储能电池组及采用它的太阳能装置和风能装置

说明书

[技术领域]

本发明涉及一种储能电池组，以及采用了这种储能电池组的太阳能装置和风能装置。

[背景技术]

随着石油资源的日益减少和环境的污染日渐严重,保护环境,开发新能源成了目前世界上的潮流和趋势。在这个背景下，近年来，对于太阳能、风能、地热能、潮汐能等新能源的研究和开发利用蓬勃兴起。

对于这些新能源而言，尤其是太阳能和风能，其能量收集的过程是不连续和不恒定的，且和地理位置、气候状况等有着密切的关系。比如，一天之中，正午时分的太阳能量最强，一年之中，夏季的太阳能量最强，在我国的南方地区，一年之中的阴雨天气较多，而北方和西部则阳光较多。对于风能同样存在这些问题。所以，这种不连续和不恒定的能量集采过程使得储能系统（Energy storge system, 简称ESS)成了新能源发展中的核心环节，在实际的应用中，通过储能系统的加入，在发电功率过大时将多余的能源储存至储能装置，在发电功率不足时通过储能装置的放电对电量进行补充以维持用户的需要。从而使得不稳定的电能得到平抑变成用户所期望的平稳的输出。（常见的手段有电池储能、电容储能、压缩空气储能、飞轮储能、超导储能）。

对于太阳能和风能而言，目前最常见的储能手段就是电池储能；以太阳能发电场为例，目前常见的是在一块较大的场地内布置几百甚至上千个太阳能光伏面板阵列，这些太阳能光伏面板通过电路相连通，并通过光伏逆变器接入电网。为了能使这些太阳能得到充分利用，必须安装一套储能装置，使用这个储能装置来配合调节光伏发电所产生的能量，以及调节太阳能系统和电网之间的能量流通。目前，能量储存装置一般是通过一个大功率的功率控制系统（PCS)与电网相连通并通过中央能量管理系统进行控制已达到维护电网稳定的目的。

上述这种储能装置的设计虽然是目前的主流模式，但是仍然具有一些明显的缺点，首先，这种设计中的ESS和PCS的规模巨大，典型的功率规格如500kw、1mw、2mw等级别，这样巨大的电池系统和功率控制系统的造价高昂，首次投入成本巨大；另一方面，由于储能系统的规格巨大，在单点发生故障时造成的停产影响也大，系统的可靠性低。

[发明内容]

本发明的第一个目的是：提供一种用于储能装置的储能电池组，它具有成本低廉、及时响应和可靠性高的特点。

本发明的另一个目的是：提供一种太阳能装置，它采用了上述的储能电池组。

本发明的另一个目的是：提供一种风能装置，它采用了上述的储能电池组。

为了达到上述第一个目的，本发明采用如下技术方案：

一种储能电池组，它包括：多个电池模块、多个逆变器、电池模块控制器、中央控制器、能量控制器；所述的每个电池模块与一个逆变器相电连接，所述的多个逆变器通过第一通信通道与中央控制器相通讯，所述的中央控制器与电池模块控制器电连接并相通讯，所述的电池模块控制器与多个电池模块通过第二通信通道相通讯，所述的能量控制器与中央控制器电连接并相通讯，所述的多个逆变器与外部电网相电连接。

作为优选的技术方案：所述的第一通信通道与第二通信通道为CAN 2.0 总线。

作为优选的技术方案：所述的电池模块的数量为50～200个。

作为优选的技术方案：述的每个电池模块储存的能量为2～20kWh。

作为优选的技术方案：所述的每个电池模块包括多个钛酸锂电池单体。

本发明储能电池组采用多个储电池模块，每个电池模块储存的能量相对于传统ESS而言要少很多，并为每个电池模块都配备了逆变器，这样从制造成本上得到了一定的下降；每个电池模块都可以通过逆变器单独地与电网互通，可以快速响应电网需求；储能单元为模块化设计，因此成本较低同时可以方便的进行扩展，配置灵活。另外，由于多个电池模块通过多个通路与电网互通，所以即使一个甚至几个电池模块或者通路出现故障，仍然不会影响到整个储能系统的运行，整个系统的可靠性大大提高。

[附图说明]

图1为本发明储能电池组一实施例的示意图；

图2为本发明太阳能装置的一个实施例的示意图；

图3为本发明风能装置的一个实施例的示意图；

其中：1.储能电池组；2.电池模块；3.逆变器；4.电池模块控制器；5.中央控制器；6.能量控制器；7.第一通信通道；8.第二通信通道；9.太阳能电池板；10.电网；11.风力发电机。

[具体实施方式]

储能电池组实施例1：