储能系统及其控制方法及储能集装箱与流程

1.本发明涉及集装箱领域，特别是一种储能系统及其控制方法及储能集装箱。


背景技术：

2.目前，在电力行业，特别是城市电网中，储能技术和储能装备的发展备受关注。在我国，一般采取分时电价收费策略，即在高峰用电如白天时，用电量较为集中，供电紧张且收费标准较高；而在低谷用电如夜间时，用电量较少，供电较充足同时收费标准较低。通常高峰时段的用电成本是低谷用电成本的数倍。
3.因而，基于上述原因，目前一般通过储能装置，在低谷时段将电网上的交流电通过变压器降压后又经双向变流器转换为直流电，在储能系统中进行存储；而在高峰时段又将储能系统中的直流电通过双向变流器转换为交流电，并经变压器升压后并入电网。从而，可以达到错峰用电的效果，并且能够取得一定的峰谷差价利润；同时可以实现对电网的削峰填谷，保持电网高效安全运行以及电力系统的供需平衡，达到电网开源、稳网、定荷的能源策略。
4.但是，由于这套储能系统在充放电过程中，涉及到多个系统控制，较难统一进行管理分配和控制，成本也相对较高。
5.因此，必须设计一种成本较低、且更容易管理和控制的储能系统及其控制方法及储能集装箱。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本发明提出了一种储能系统，所述储能控制系统包括：
7.蓄电池系统，包括至少一个蓄电池组；
8.电池管理系统，与所述蓄电池组相连接，以控制蓄电池组的充放电；
9.双向变流器系统，包括至少两组并联的双向变流器，所述双向变流器的直流端与蓄电池组相连接；
10.变压器，所述变压器的低压端与所述双向变流器的交流端相连接；
11.高压柜，所述高压柜的一端接入电网，另一端与变压器的高压端相连接；
12.能源管理系统，所述能源管理系统均可与所述电池管理系统、双向电流器、变压器、高压柜通讯连接以接收通讯数据，并可对双向变流器系统及高压柜进行控制。
13.作为本发明的进一步改进，所述变压器的数量与双向变流器的数量相一致。
14.作为本发明的进一步改进，所述双向变流器系统的功率不小于2.5mw，且每个所述双向变流器的功率不大于1.25mw。
15.作为本发明的进一步改进，所述蓄电池系统的额定电压不小于dc1000v。
16.作为本发明的进一步改进，所述能源管理系统与高压柜相互通讯连接以接收高压柜的状态反馈信息并发出跳闸控制命令。
17.为了解决上述问题，本发明提出了一种如上述所述的储能系统的控制方法，、所述
控制方法包括：
18.当在用电成本较低的时间段，所述能源管理系统控制高压柜和双向变流器工作，并由电网向蓄电池组进行充电；
19.当在用电成本较高的时间段，所述能源管理系统控制高压柜和双向变流器工作，并控制蓄电池组进行放电供负载使用。
20.为了解决上述问题，本发明提出了一种储能集装箱，所述储能集装箱包括箱体及设置于箱体内的如上述所述的至少部分所述储能系统。
21.作为本发明的进一步改进，所述箱体内分隔设置有四个隔仓，分别集成有蓄电池系统和电池管理系统、双向变流器系统、变压器、高压柜。
22.作为本发明的进一步改进，所述箱体内分隔设置有三个隔仓，分别集成有双向变流器系统、变压器、高压柜。
23.作为本发明的进一步改进，所述箱体上设置有与所述储能系统通讯连接的显示控制屏。
24.本发明的有益效果：在本发明的储能系统中，通过至少两组双向变流器的并联，可以实现大功率的储能充放电，满足如今大功率的蓄电池组的发展。同时，该储能系统中的其他设备均与能源管理系统通讯连接，使得储能系统在运行中可以实现多组通讯数据的合并，并可控制上述至少两组双向变流器的同步工作，降低管理成本。从而，可以用于电网的错峰充放电、削峰填谷，节约用电费用且可保持电网的高效安全运行，又可以用于大功率蓄电池组的充放电试验。
附图说明
25.图1为本发明中储能系统的布局示意图；
26.图2为本发明中储能系统的控制流程图。
具体实施方式
27.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
28.此外，在不同的实施例中可能使用重复的标号或标示。这些重复仅为了简单清楚地叙述本发明，不代表所讨论的不同实施例或结构之间具有任何关联性。
29.在本技术的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分夸大，因此，仅用于图示本技术的主题的基本结构。
30.如图1至图2所示，本发明提供了一种储能系统，所述储能系统包括：
31.蓄电池系统，包括至少一个蓄电池组10；
32.电池管理系统bms，与所述蓄电池组10相连接，以控制蓄电池组10的充放电；
33.双向变流器系统，包括至少两组并联的双向变流器pcs，所述双向变流器pcs的直流端与蓄电池组10相连接；
34.变压器20，所述变压器20的低压端与所述双向变流器pcs的交流端相连接；
35.高压柜30，所述高压柜30的一端接入电网40，另一端与变压器20的高压端相连接；
36.能源管理系统emu，所述能源管理系统emu均可与所述电池管理系统bms、双向变流器pcs、变压器20、高压柜30通讯连接以接收通讯数据，并可对双向变流器系统及高压柜30进行控制。
37.因此，在本发明的储能系统中，通过至少两组双向变流器pcs的并联，可以实现大功率的储能充放电，满足如今大功率的蓄电池组10的发展。同时，该储能系统中的其他设备均与能源管理系统emu通讯连接，使得储能系统在运行中可以实现多组通讯数据的合并，并可控制上述至少两组双向变流器pcs的同步工作，降低管理成本。从而，可以用于电网40的错峰充放电、削峰填谷，节约用电费用且可保持电网40的高效安全运行，又可以用于大功率蓄电池组10的充放电试验。
38.所述能源管理系统emu与所述电池管理系统bms通讯连接以接收电池管理系统bms发送过来的电池状态反馈。
39.而双向变流器pcs又与电池管理系统bms通讯连接以接收电池管理系统bms发送过来的电池准备就绪信号以及电池禁充禁放信号。
40.当然，如图1所示，所述变压器20数量与双向变流器pcs的数量相一致。
41.所述变压器20与双向变流器pcs相连接，因而变压器20的数量和双向变流器pcs的数量相一致，从而可以一一进行对应连接。
42.如图2所示，所述能源管理系统emu还与变压器20通讯连接以接收变压器故障反馈信号。
43.所述高压柜30也与所述变压器20通讯连接以接收变压器故障反馈信号，并在变压器故障后，高压柜20跳闸。
44.进一步的，所述双向变流器系统的功率不小于2.5mw，且每个所述双向变流器的功率不大于1.25mw。因而为了满足大功率的蓄电池组10的应用要求，若双向变流器系统的功率不小于2.5mw，则必须有至少两个一般功率的双向变流器pcs并联连接。从而，不需要额外采购大功率的双向变流器pcs，成本较低。
45.另外，所述蓄电池系统的额定电压不小于dc1000v。从而，该蓄电池系统的电池容量较大，可节约设计成本、设备成本。并且，优选的，该蓄电池系统的额定电压不小于1000v，不大于1500v。
46.如图1中所示，所述储能系统还包括至少一个电池管理器bcms，所述电池管理器bcms与蓄电池组10通讯连接且可对蓄电池组10进行监测和充放电管理；所述电池管理器bcms与所述电池管理系统bms通讯连接。
47.所述电池管理器bcms对蓄电池组10进行监测和充放电管理，并且将信息汇总给电池管理系统bms。具体的，如图1中所示，在本具体实施例中，所述蓄电池组10具有三组，且每一组蓄电池组10之间通过can总线连接。每一蓄电池组10内均包括有若干个相互串联连接的蓄电池，且每一蓄电池组10内的蓄电池的数量相一致。所述电池管理器bcms的数量与蓄电池组10内蓄电池的数量相一致，每个电池管理器bcms均可对应监控每个蓄电池组10内的蓄电池。例如，该具体实施例中的电池管理器bcms具有15个，每个蓄电池组10内的蓄电池也实际有15个，所述电池管理器bcms与对应的蓄电池组10内的该蓄电池通讯连接且对该蓄电
池进行监测和充放电管理。所述电池管理器bcms依次串联连接，即从第15个电池管理器bcms串联连接第14个电池管理器bcms，并依次串联至第1个电池管理器bcms，该第1个电池管理器bcms将其他所有的电池管理器bcms所接收到的蓄电池的信息进行汇总，该第1个电池管理器bcms与电池管理系统bms通讯连接，并将汇总信息发送给电池管理系统bms。
48.并且，所述电池管理系统bms与电池管理器bcms也相互通讯连接，从而电池管理器bcms不仅可以将汇总信息发送给电池管理系统bms，电池管理系统bms也可对电池管理器bcms发出控制信息。
49.如图2所示，所述能源管理系统emu与高压柜30相互通讯连接以接收高压柜30的状态反馈信息并发出跳闸控制命令。如上所述，所述能源管理系统emu与所述高压柜30通讯连接，实际上，所述能源管理系统emu与高压柜30相互通讯连接，从而不仅可以接收高压柜30的状态反馈信息，并且可以根据该状态反馈信息发出跳闸控制命令。
50.同样的，所述能源管理系统emu还与双向变流器pcs相互通讯连接以接收变流器准备就绪信号并可发出变流器启动和停止充放电命令。
51.本发明还提供了一种如上所述的储能系统的控制方法，所述控制方法包括：
52.当在用电成本较低的时间段，所述能源管理系统emu控制高压柜30和双向变流器pcs工作，并由电网向蓄电池组10进行充电；
53.当在用电成本较高的时间段，所述能源管理系统emu控制高压柜30和双向变流器pcs工作，并控制蓄电池组10进行放电供负载使用。
54.并且，通常情况下，用电成本较低的时间段通常为晚上九点至早上八点，中午十二点至下午五点；而用电成本较高的时间段为早上八点至早上十二点、下午五点至下午九点。当然，该具体时间段可以根据当地的电力系统的调配调整为其他时间段，也均可达到本发明的目的。
55.本发明还提供了一种储能集装箱，所述储能集装箱包括箱体及设置于箱体内的如上述任意一项所述的至少部分所述储能系统。
56.具体的，所述箱体内可分隔设置有四个隔仓，分别集成有蓄电池组系统和电池管理系统bms、双向变流器系统、变压器20、高压柜30。
57.或者，另一种实施例中，所述箱体内也可分隔设置有三个隔仓，且分别集成有双向变流器系统、变压器20、高压柜30。
58.其他设备，例如能源管理系统emu，可选择性的集成于储能集装箱中，当然也可放置于其他区域。
59.所述箱体上设置有与所述储能系统通讯连接的显示控制屏，具体的，该显示控制屏与所述能源管理系统emu通讯连接，从而可以用于显示和控制整个储能系统。
60.综上所述，本发明中提供了一种储能系统及其控制方法及储能集装箱，在本发明的储能系统中，通过至少两组双向变流器pcs的并联，可以实现大功率的储能充放电，满足如今大功率的蓄电池组10的发展。同时，该储能系统中的其他设备均与能源管理系统emu通讯连接，使得储能系统在运行中可以实现多组通讯数据的合并，并可控制上述至少两组双向变流器pcs的同步工作，降低管理成本。从而，可以用于电网40的错峰充放电、削峰填谷，节约用电费用且可保持电网40的高效安全运行，又可以用于大功率蓄电池组10的充放电试验。并且，该储能系统可以放置于储能集装箱中，且箱体内设置有分隔仓对储能系统中的各
个设备进行放置。并且，集装箱的箱体上设置有显示控制屏，方便用户对储能系统进行监控和控制。
61.应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施例。
62.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。