[发明专利]一种高压级联储能装置

说明书

本发明公开了一种高压级联储能装置，包括开关站高压柜、进线柜、启动柜、电抗柜、储能集装箱、EMS监控柜和PCS主控制柜，所述储能集装箱内设有储能系统、PSC柜、消防柜和用于给集装箱通风散热的通风系统，所述储能集装箱通过各自的PCS柜后与EMS监控柜和PSC主控制柜连接，所述多个储能集装箱在通过电抗柜后通过启动柜和进线柜开关站高压柜10KV母线侧并网，所述多个储能集装箱之间设置防火隔离墙。本发明中储能集装箱设计多种通风结构，解决集装箱内电池包温度散热不均的问题，通过一定数量的储能单元交流侧串联，无变压器直接接入10kV电网，提高大型储能电站调度性能。

技术领域

本发明涉及电力电子变换技术领域，尤其涉及一种高压级联储能装置。

背景技术

传统电池储能电站常以500kW/1000kWh（电池安装容量1200kWh左右）为最小储能单元，每个储能单元配置一台500kW的PCS储能变流器和一个安装电量1200kWh的电池堆（通过硬导线串/并联连接在一起，共用AC/DC转换设备的电池单体集合），一般设计直流电压为700V左右，交流电压不到400V，须采用变压器升压以后接入大电网。

从在电网侧已经实施的大规模储能项目应用情况来看，传统的电池储能方案具有电池系统安全问题突出，电池堆内电池单体并联数量过多，电池容量利用率偏低、温度难以保持一致，且电站内单套系统容量小、单系统输出电压低、功率小，变压器和高压开关柜多，系统效率偏低，系统间协调困难，调度响应时间过长的问题，难以满足电网紧急调度使用需求。

另外，电池模组在充放电过程中会释放大量的热量，集装箱式的储能装置内部元件集成度高，散热空间有限，在长时间使用情况下，会引起元器件性能降低，影响供电系统的稳定性，因此储能集装箱的散热设计对系统运行的稳定性和安全性具有重要的意义。现有的储能集装箱散热设计较为简单，集装箱内的通风风道及风口的设计单一，容易引起电池包散热不均，而由于磷酸铁锂电池在温度变化情况下特性容易改变，会影响供电效果，造成不必要的经济损失和安全风险。

发明内容

本发明主要解决利用传统电池储能技术建立的储能站难以满足电网紧急调度使用需求以及集装箱内电池包散热不均的技术问题，提供一种高压级联储能装置，无变压器接入交流电网，采用众多小功率、小电量的储能单元构成一套大功率、大电量的储能系统，并使集装箱及集装箱内各电池模组散热均匀，利于实现多机快速协调响应，提高大型储能电站调度性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高压级联储能装置，包括开关站高压柜、进线柜、启动柜、电抗柜、储能集装箱、EMS监控柜和PCS主控制柜，所述储能集装箱内设有储能系统、PSC柜、消防柜和用于给集装箱通风散热的通风系统，所述储能集装箱通过各自的PCS柜后与EMS监控柜和PSC主控制柜连接，所述多个储能集装箱在通过电抗柜后通过启动柜和进线柜在开关站10KV侧并网，所述多个储能集装箱之间设置防火隔离墙。本发明无变压器接入交流电网，采用众多小功率、小电量的储能单元构成一套大功率、大电量的储能系统，并应用通风系统使集装箱及集装箱内各电池模组散热均匀，利于实现多机快速协调响应，提高大型储能电站调度性能。

作为优选，所述储能系统由多个单相储能单元构成，通过多个单相储能单元交流侧串联直接输出6kV左右的单相电压，所述单相储能单元包括1个PCS功率单元和1个电池簇,所述三组单相储能单元成星形连接，并分别与各自的单相控制柜相连。通过一定数量的储能单元交流侧串联可以实现无需变压器接入直接接入10kV电网，输出大功率、大电量，单机容量大，降低大型储能电站的调度控制难度。

作为优选，所述电池簇包括在所述的储能系统的电池柜、电池箱和电池簇控制单元BCMS，所述电池箱内放置有电池模块，所述电池箱和电池簇控制单元BCMS安装在电池柜上。