[实用新型]一种基于直流轮回调配的调频电池储能系统

摘要

本实用新型属于电化学储能应用技术领域，具体涉及一种基于直流轮回调配的调频电池储能系统。利用了调频储能系统主要由锂离子蓄电池电池、电池管理系统BMS、储能变流器、变压器及相应的控制和连接配件构成，即，其中锂电池成本约为总成本的一半；根据充电和放电的额定电流倍率不一样，按照充电和放电独立配置设计，充电与放电分别在两个子系统中进行，避免在一个子系统中频繁循环进行充放电，减少充电、放电来回转换的次数，延长电池寿命，提高系统效率；为了解决在调频过程中充电和放电的电量不一致会造成不能均衡持续运行的缺陷；采用优化必要的配置和设计三分之一蓄电池作为共享配置资源，降低了投资成本同时保障调频储能系统持续、安全运行。

主权项

1.一种基于直流轮回调配的调频电池储能系统，主要包括：电网调度终端(1)、电网(2)、电网电力线(3)、电力通信链路(4)、电网AGC终端(5)、调频储能控制系统(6)、储能系统通信线路(7)、第1调频储能子系统变流器(8)、第1储能系统变压器(8a)、第1调频储能子系统变流器正极端子(8b)、第1调频储能子系统变流器负极端子(8c)、第2调频储能子系统变流器(9)、第2储能系统变压器(9a)、第2调频储能子系统变流器正极端子(9b)、第2调频储能子系统变流器负极端子(9c)、第1调频储能子系统变流器正极直流母线(11a)、第1调频储能子系统变流器负极直流母线(11b)、第2调频储能子系统变流器正极直流母线(31a)、第2调频储能子系统变流器负极直流母线(31b)、第1第2调频储能子系统变流器共享正极直流母线(21a)、第1第2调频储能子系统变流器共享负极直流母线(21b)、第1调频储能子系统变流器与共享正极直流母线连接受控开关(12a)、第1调频储能子系统变流器与共享负极直流母线连接受控开关(12b)、第2调频储能子系统变流器与共享正极直流母线连接受控开关(23a)、第2调频储能子系统变流器与共享负极直流母线连接受控开关(23b)、第1调频储能子系统第1蓄电池组串(11)、第1调频储能子系统第n蓄电池组串(1n)、第2调频储能子系统第1蓄电池组串(31)、第2调频储能子系统第n蓄电池组串(3n)、第1第2调频储能子系统共享第1蓄电池组串(21)、第1第2调频储能子系统共享第n蓄电池组串(2n)，其中：第1调频储能子系统第1蓄电池组串(11)、第1调频储能子系统第n蓄电池组串(1n)的各正极、负极分别连接第1调频储能子系统变流器正极直流母线(11a)、第1调频储能子系统变流器负极直流母线(11b)，由第1调频储能子系统变流器正极直流母线(11a)接入第1调频储能子系统变流器(8)的第1调频储能子系统变流器正极端子(8b)以及第1调频储能子系统变流器负极直流母线(11b)接入第1调频储能子系统变流器(8)的第1调频储能子系统变流器负极端子(8c)，再由第1调频储能子系统变流器(8)通过第1储能系统变压器(8a)接入电网(2)的电网电力线(3)，构成第1调频储能子系统进行调频充放电的储能系统及调频充放电的电力路径；第2调频储能子系统第1蓄电池组串(31)、第2调频储能子系统第n蓄电池组串(3n)的各正极、负极分别连接第2调频储能子系统变流器正极直流母线(31a)、第2调频储能子系统变流器负极直流母线(31b)，由第2调频储能子系统变流器正极直流母线(31a)接入第2调频储能子系统变流器(9)的第2调频储能子系统变流器正极端子(9b)以及第2调频储能子系统变流器负极直流母线(31b)接入第2调频储能子系统变流器(9)的第2调频储能子系统变流器负极端子(9c)，再由第2调频储能子系统变流器(9)通过第2储能系统变压器(9a)接入电网(2)的电网电力线(3)，构成第2调频储能子系统进行调频充放电的储能系统及调频充放电的电力路径；第1第2调频储能子系统共享第1蓄电池组串(21)、第1第2调频储能子系统共享第n蓄电池组串(2n)的各正极、负极分别连接第1第2调频储能子系统变流器共享正极直流母线(21a)、第1第2调频储能子系统变流器共享负极直流母线(21b)并分别通过第1调频储能子系统变流器与共享正极直流母线连接受控开关(12a)、第1调频储能子系统变流器与共享负极直流母线连接受控开关(12b)以及同时断开第2调频储能子系统变流器与共享正极直流母线连接受控开关(23a)、第2调频储能子系统变流器与共享负极直流母线连接受控开关(23b)后连接第1调频储能子系统变流器正极直流母线(11a)、第1调频储能子系统变流器负极直流母线(11b)，由第1调频储能子系统变流器正极直流母线(11a)接入第1调频储能子系统变流器(8)的第1调频储能子系统变流器正极端子(8b)以及第1调频储能子系统变流器负极直流母线(11b)接入第1调频储能子系统变流器(8)的第1调频储能子系统变流器负极端子(8c)，再由第1调频储能子系统变流器(8)通过第1储能系统变压器(8a)接入电网(2)的电网电力线(3)，并且受控闭合第1调频储能子系统变流器与共享正极直流母线连接受控开关(12a)和第1调频储能子系统变流器与共享负极直流母线连接受控开关(12b)，构成第1第2调频储能子系统共享第1蓄电池组串与第1调频储能子系统蓄电池组串共同进行调频充电的调频充电储能子系统及调频充电的电力路径；第1第2调频储能子系统共享第1蓄电池组串(21)、第1第2调频储能子系统共享第n蓄电池组串(2n)的各正极、负极分别连接第1第2调频储能子系统变流器共享正极直流母线(21a)、第1第2调频储能子系统变流器共享负极直流母线(21b)并分别通过第2调频储能子系统变流器与共享正极直流母线连接受控开关(23a)、第2调频储能子系统变流器与共享负极直流母线连接受控开关(23b)以及同时断开第1调频储能子系统变流器与共享正极直流母线连接受控开关(12a)、第1调频储能子系统变流器与共享负极直流母线连接受控开关(12b)后连接第2调频储能子系统变流器正极直流母线(31a)、第2调频储能子系统变流器负极直流母线(31b)，由第2调频储能子系统变流器正极直流母线(31a)接入第2调频储能子系统变流器(9)的第2调频储能子系统变流器正极端子(9b)以及第2调频储能子系统变流器负极直流母线(31b)接入第2调频储能子系统变流器(9)的第2调频储能子系统变流器负极端子(9c)，再由第2调频储能子系统变流器(9)通过第2储能系统变压器(9a)接入电网(2)的电网电力线(3)，并且受控闭合第2调频储能子系统变流器与共享正极直流母线连接受控开关(23a)、第2调频储能子系统变流器与共享负极直流母线连接受控开关(23b)，构成第1第2调频储能子系统共享蓄电池组串与第2调频储能子系统蓄电池组串共同进行调频充电的调频充电储能子系统及调频充电的电力路径；电网调度终端(1)通过电力通信链路(4)、电网AGC终端(5)连接调频储能控制系统(6)，构成电网调频调度控制指令下达的通信链路；调频储能控制系统(6)通过储能系统通信线路(7)分别连接第1调频储能子系统第1蓄电池组串(11)、第1调频储能子系统第n蓄电池组串(1n)、第2调频储能子系统第1蓄电池组串(31)、第2调频储能子系统第n蓄电池组串(3n)、第1第2调频储能子系统共享第1蓄电池组串(21)、第1第2调频储能子系统共享第n蓄电池组串(2n)，构成调频储能系统的调频控制通信链路；其特征是：整体调频储能系统的储能蓄电池由第1调频储能子系统n个蓄电池组串、第2调频储能子系统n个蓄电池组串以及第1第2调频储能子系统共享的n个蓄电池组串3个部分组成，每一个部分的蓄电池额定储能容量相等，并且第1第2调频储能子系统共享的n个蓄电池组串这一部分储能蓄电池组串始终共享参与充电调频储能子系统的受控运行，构成整体调频储能系统同时满足充电和放电的电流倍率要求的储能配置。