[发明专利]锂离子电池储能电站

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流电源电站，特别涉及一种锂离子电池储能电站。

背景技术

在兆瓦级储能电站中，电池单体数量高达3万余节，需要通过串、并联方式成组，不可避免地出现环流和充放电不均衡现象，长期运行将大大降低电池性能、寿命和安全性，从而影响向电网输入电能的稳定性，影响输电质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种锂离子电池储能电站，通过采用合理的拓扑，避免了电池组直接并联所引发的不可控环流问题，并能实现毫秒级快速响应，应对电压扰动。

为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种锂离子电池储能电站，包含：

若干组储能机组，所述的若干组储能机组通过低压母线并联相连；

低压保护装置，所述的低压保护装置与并联的若干组储能机组串联；

变压装置，所述的变压装置的一次侧与低压保护装置串联；

中压保护装置，所述的中压保护装置的一端与变压装置的二次侧相连，另一端连接到高压母线。

所述的储能机组为分组接入式储能机组。

所述的分组接入式储能机组包含：

若干组直直模块，所述的每组直直模块包含串联连接的电池阵列和直流斩波器，所述的若干组直直模块通过直流母线相连；

若干个直交模块，所述的若干组直交模块的两端分别与直流母线和交流母线相连。

所述的分组接入式储能机组的直流输入电压范围达300~800V。

所述的直交模块为逆变器。

所述的分组接入式储能机组包含若干组：串联连接的电池阵列和直交模块，所述的每组的直交模块通过交流母线相连。

所述的分组接入式储能机组的直流输入电压范围达300~800V。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

通过采用合理的拓扑，避免了电池组直接并联所引发的不可控环流问题，并能实现毫秒级快速响应，应对电压扰动。

附图说明

图1为本发明锂离子电池储能电站的系统架构图；

图2为本发明锂离子电池储能电站的双级式储能机组的主电路拓扑图；

图3为本发明锂离子电池储能电站的单级式储能机组的主电路拓扑图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

一种锂离子电池储能电站，如图1所示，包含：若干组储能机组1、低压保护装置2、变压装置3、中压保护装置4，其中，若干组储能机组1通过低压母线5并联相连；低压保护装置2与并联的若干组储能机组1串联；变压装置3的一次侧与低压保护装置2串联；中压保护装置4的一端与变压装置3的二次侧相连，另一端连接到高压母线6。在本发明中，低压保护装置2选用低压开关柜，中压保护装置4选用中压开关柜，变压装置3为容量为1250kVA的双绕组变压器，储能电站为分组接入式储能电站，分为双级式和单级式储能电站，具体分别详见以下两个实施例。

实施例之一：

本实施例采用双级式储能机组，即单台500kW储能电站由多组小功率模块组成，采用一套CPU控制系统实现模块间的协调控制，避免电池组直接并联所引发的不可控环流问题，并能实现毫秒级快速响应，应对电压扰动，其主电路拓扑图，如图2所示，该分组接入式储能机组包含：若干组直直模块、若干个直交模块12，在本实施例中，包含12组直直模块，2个直交模块12，其中，每组直直模块包含串联连接的电池阵列111和直流斩波器112，若干组直直模块通过直流母线7相连；若干组直交模块12的两端分别与直流母线7和交流母线8相连，直交模块12采用DC/AC模块即逆变器。在本实施例中，分组接入式储能机组的直流输入电压范围达300~800V。

实施例之二：

本实施例采用单级式储能机组，即单台500kW储能电站由多个DC/AC模块组成，每个模块功率86kW，如图3所示。分组接入式储能机组包含若干组：串联连接的电池阵列13和直交模块14，每组的直交模块14通过交流母线8相连，在本实施例中，各电池组充放电电流可单独控制，并能够根据电池组荷电状态（SOC）进行灵活控制，从而有效避免电池组间环流。

在本实施例中，分组接入式储能机组的直流输入电压范围达300~800V。直交模块12采用逆变器。

综上所述，本发明锂离子电池储能电站，通过采用合理的拓扑，避免了电池组直接并联所引发的不可控环流问题，并能实现毫秒级快速响应，应对电压扰动。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。