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一种用于多站融合的电池梯次利用级联型储能系统

阅读:898发布:2020-05-08

专利汇可以提供一种用于多站融合的电池梯次利用级联型储能系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提出一种用于多站融合的 电池 梯次利用级联型储能系统,包括集装箱和储能模 块 所述集装箱外侧设有抽 风 机,集装箱顶部设有排风口,集装箱内设有 温度 传感器 ,所述温度传感器连接有 控制器 ,所述控制器与抽风机 信号 连接,储能模块,包括若干储能单元和储能单元 支架 ,若干储能单元固定在储能单元支架,储能单元,包括1个功率转换器和1个电池簇,若干储能单元的每个功率转换器的交流端口相互 串联 ,每个功率变换单元的直流端口彼此独立,并分别连接各自的电池簇。本发明通过加装抽风机和排风口,增加电池 散热 强度,电池模组利用Y形连接提高 输出 电压 。,下面是一种用于多站融合的电池梯次利用级联型储能系统专利的具体信息内容。

1.一种用于多站融合的电池梯次利用级联型储能系统,包括集装箱(1)和储能模(2),其特征是,所述集装箱(1)外侧设有抽机(3),集装箱(1)顶部设有排风口(4),集装箱(1)内设有温度传感器(5),所述温度传感器(5)连接有控制器(6),所述控制器(6)与抽风机(3)信号连接,
储能模块(2),包括若干储能单元(13)和储能单元支架(12),若干储能单元(13)固定在储能单元支架(12),
储能单元(13),包括1个功率转换器和1个电池簇,若干储能单元(13),每个功率转换器的交流端口相互串联,每个功率变换单元的直流端口彼此独立,并分别连接各自的电池簇。
2.根据权利要求1所述的一种用于多站融合的电池梯次利用级联型储能系统,其特征是,所述若干储能单元(13)的功率转换器的交流端口相互串联形成储能组,储能组输出一定电压,输出相同电压的3个储能组采用Y形连接组成的单相H桥式电路
3.根据权利要求2所述的一种用于多站融合的电池梯次利用级联型储能系统,其特征是,所述单相H桥式电路的交流端口侧并联有链节旁路开关,用于在所述单相H桥式电路故障时,旁路所述单相H桥式电路。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种用于多站融合的电池梯次利用级联型储能系统,其特征是,所述抽风机上设有防雨罩(7)。
5.根据权利要求4所述的一种用于多站融合的电池梯次利用级联型储能系统,其特征是,所述集装箱(1)内设有进气干管(8),进气干管(8)的一端固定在抽风机(3)的一侧,进气干管(8)的另一端连接有若干进气支管(9),所述进气支管(9)固定在集装箱(1)内部的底面上,所述进气支管(9)设有出气口,出气口(9)上扣置有罩板(11),所述储能单元支架(12)固定在罩板(11)上。
6.根据权利要求5所述的一种用于多站融合的电池梯次利用级联型储能系统,其特征是,所述集装箱(1)内设有进气干管(8),进气干管(8)的一端固定在抽风机(3)的一侧,进气干管(8)的另一端连接有若干进气支管(9),所述进气支管(9)固定在集装箱(1)内部的底面上,所述进气支管(9)设有出气口,所述出气口(9)上固定有出风广口(10),出风广口(10)扣置有罩板(11),所述储能单元支架(12)固定在罩板(11)上。
7.根据权利要求6所述的一种用于多站融合的电池梯次利用级联型储能系统,其特征是,所述储能模块(2)外部罩有导风罩(14),所述导风罩(14)固定在罩板(11),所述导风罩(14)是两端通风的,导风罩(14)固定在罩板(11)的一端作为进气端,导风罩(14)的另一端作为出气端,所述出气端上设置有环形挡片。
8.根据权利要求7所述的一种用于多站融合的电池梯次利用级联型储能系统,其特征是,导风罩(14)设置有散热导向孔(15),散热导向孔(15)边缘设有气流导向板(16)。
9.根据权利要求8所述的一种用于多站融合的电池梯次利用级联型储能系统,其特征是,所述出风广口(10)的面积为导风罩(14)的进气端面积的1.5倍。

说明书全文

一种用于多站融合的电池梯次利用级联型储能系统

技术领域

[0001] 本发明涉及电池储能技术领域,尤其是涉及一种用于多站融合的电池梯次利用级联型储能系统。

背景技术

[0002] 电化学储能是储能体系中重要的组成部分,主要包括了各种二次电池,是构建智能电网、促进分布式能源消纳和微电网功率平衡的重要部分。电化学储能变流器(Power Conversion System,PCS)是电化学储能系统的核心设备,属于大功率电电子技术的范 畴,PCS可以实现储能电池与电网间的交直流转换,完成两者间的双向能量流动,是储能系 统的主要执行机构。
[0003] 传统技术方案采用桥式两电平或者中性点钳位三电平拓扑结构构建 PCS,采用传统方案的PCS输出电压较低(一般低于6KV),功率容量也较小(通常单机不大于500KW),要实现高电压大规模储能,一般采用多台低压小容量PCS的交流侧并联,然后经过升压变压器后接入高压电网,带来的问题是运行损耗高,而且并联的台数不易过多,否则控制变得十分复杂,容易出现环流和谐振问题,这大大制约了储能系统的容量扩展,限制了储能系统在电力系统中应发挥的作用。同时,传统技术方案中没有对电池的散热装置,电池在实际使用会产生高温,由于电池数量庞大且集中放置,会使温度难以降低,导致电池烧毁。

发明内容

[0004] 本发明解决了现有电池储能系统输出电压低、散热效果差的问题,提出一种用于多站融合的电池梯次利用级联型储能系统,通过加装抽机和排风口,增加电池散热强度,电池模组利用Y形连接提高输出电压。
[0005] 为实现上述目的,本发明提供以下的技术方案:一种用于多站融合的电池梯次利用级联型储能系统,包括集装箱和储能模所述集装箱外侧设有抽风机,集装箱顶部设有排风口,集装箱内设有温度传感器,所述温度传感器连接有控制器,所述控制器与抽风机信号连接,储能模块,包括若干储能单元和储能单元支架,若干储能单元固定在储能单元支架,储能单元,包括1个功率转换器和1个电池簇,若干储能单元的每个功率转换器的交流端口相互串联,每个功率变换单元的直流端口彼此独立,并分别连接各自的电池簇。
[0006] 温度传感器采集集装箱内温度,控制器内置温度阈值,当检测温度大于阈值,控制器控制启动抽风机,控制器还内设梯度温度值,不同温度值对应不同的抽风机档位,控制器根据温度传感器传来的实时温度,对抽风机功率实时操控,减少耗电,同时保证散热。
[0007] 作为优选,所述若干储能单元的功率转换器的交流端口相互串联形成储能组,储能组输出一定电压,输出相同电压的3个储能组采用Y形连接组成的单相H桥式电路
[0008] 作为优选,所述单相H桥式电路的交流端口侧并联有链节旁路开关,用于在所述单相H桥式电路故障时,旁路所述单相H桥式电路。级联型储能系统采用链节旁路开关,自动识别故障链节切除,优化单元自动旁路,实现在线更换电池,提高储能系统整体的稳定性
[0009] 作为优选,所述抽风机上设有防雨罩,防止雨天气时,雨雪通过抽风机进入集装箱,保持集装箱内干燥。
[0010] 作为优选,所述集装箱内设有进气干管,进气干管的一端固定在抽风机的一侧,进气干管的另一端连接有若干进气支管,所述进气支管固定在集装箱内部的底面上,所述进气支管设有出气口,出气口上扣置有罩板,所述储能单元支架固定在罩板上。设置进气干管和进气支管的作用是引导抽风机抽入的气体的流向,使气体从储能模块的底部流向集装箱顶部,再从排风口流出。
[0011] 作为优选,所述集装箱内设有进气干管,进气干管的一端固定在抽风机的一侧,进气干管的另一端连接有若干进气支管,所述进气支管固定在集装箱内部的底面上,所述进气支管设有出气口,所述出气口上固定有出风广口,出风广口扣置有罩板,所述储能单元支架固定在罩板上。设置出风广口的作用是扩大气流流出的横截面,增大储能模块的受风面积,同时引导部分气体的流向。
[0012] 作为优选,所述储能模块外部罩有导风罩,所述导风罩固定在罩板,所述导风罩是两端通风的,导风罩固定在罩板的一端作为进气端,导风罩的另一端作为出气端,所述出气端上设置有环形挡片,设置环形挡片的作用是干扰气体流动,使部分气体折返,在导风罩内形成扰流,充分搅动气体,使气体充分吸收储能模块产生的热量后再流出导风罩,使电池储能系统充分散热。
[0013] 作为优选,导风罩设置有散热导向孔,散热导向孔边缘设有气流导向板,设置散热导向孔的作用是利于储能模块的局部散热,避免带热量的气体堆积在导风罩顶部,造成散热不均匀,同时设置气流导向板对局部流出的带热量的气体进行导向,使带热量的气体流向集装箱顶部,减少带热量气体在集装箱内部的停留时间,有利于集装箱内部的整体散热。
[0014] 作为优选,所述出风广口的面积为导风罩的进气端面积的1.5倍,抽风机将气体抽入,气体通过出风广口流出时,由于出风广口的面积为导风罩的进气端面积的1.5倍,气体一部分吹入导风罩内,对储能模块进行散热,一部分吹向导风罩外部,吹动由气流导向板导向的带热量气体往集装箱顶部,加快带热量气体流出,有利于加快散热。
[0015] 本发明有以下有益效果:(1)设置抽风机和排风口,利用气体流动有效对储能系统进行散热;(2)设置温度传感器和控制器,控制器获取温度传感器测得的温度,对抽风机进行实时控制,减少电能的损耗,同时增强散热能力。(3)单相H桥式电路的交流端口侧并联有链节旁路开关,用于在所述单相H桥式电路故障时,旁路所述单相H桥式电路,级联型储能系统采用链节旁路开关,自动识别故障链节切除,优化单元自动旁路,实现在线更换电池,提高储能系统整体的稳定性。附图说明
[0016] 图1是实施例的结构图。
[0017] 图2是实施例中储能模块的散热机构图。
[0018] 图3是实施例中进气干管和进气支管的连接图。
[0019] 其中: 1、集装箱 2、储能模块 3、抽风机 4、排风口 5、温度传感器 6、控制器 7、防雨罩 8、进气干管 9、进气支管 10、出风广口 11、罩板 12、储能单元支架 13、储能单元 14、导风罩 15、散热导向孔 16、气体导向板。

具体实施方式

[0020] 实施例:本实施例提出一种用于多站融合的电池梯次利用级联型储能系统,结合图1和图2,包括集装箱1和储能模块2所述集装箱1外侧设有抽风机3,集装箱1顶部设有排风口4,集装箱1内设有温度传感器5,所述温度传感器5连接有控制器6,所述控制器6与抽风机3信号连接,储能模块2,包括若干储能单元13和储能单元支架12,若干储能单元13固定在储能单元支架
12,储能单元13,包括1个功率转换器和1个电池簇,若干储能单元13的每个功率转换器的交流端口相互串联,每个功率变换单元的直流端口彼此独立,并分别连接各自的电池簇。
[0021] 温度传感器采集集装箱内温度,控制器内置温度阈值,当检测温度大于阈值,控制器控制启动抽风机,控制器还内设梯度温度值,不同温度值对应不同的抽风机档位,控制器根据温度传感器传来的实时温度,对抽风机功率实时操控,减少耗电,同时保证散热。
[0022] 所述若干储能单元13的功率转换器的交流端口相互串联形成储能组,储能组输出一定电压,输出相同电压的3个储能组采用Y形连接组成的单相H桥式电路。
[0023] 所述单相H桥式电路的交流端口侧并联有链节旁路开关,用于在所述单相H桥式电路故障时,旁路所述单相H桥式电路。级联型储能系统采用链节旁路开关,自动识别故障链节切除,优化单元自动旁路,实现在线更换电池,提高储能系统整体的稳定性。
[0024] 级联型储能系统由多个储能单元构成,一定数量的储能单元交流侧串联即可直接输出6kV左右的单相电压。三组输出电压6kV的储能模块,采用Y接法,通过电度互差120度的算法控制,输出对称的10kV线电压,组成三相交流高压储能系统。通过以上方法可以采用众多小功率、小电量的储能单元构成一套大功率、大电量的储能系统。
[0025] 所述抽风机上设有防雨罩7,防止雨雪天气时,雨雪通过抽风机进入集装箱,保持集装箱内干燥。
[0026] 结合图3,所述集装箱1内设有进气干管8,进气干管8的一端固定在抽风机3的一侧,进气干管8的另一端连接有若干进气支管9,所述进气支管9固定在集装箱1内部的底面上,所述进气支管9设有出气口,出气口9上扣置有罩板11,所述储能单元支架12固定在罩板11上。设置进气干管和进气支管的作用是引导抽风机抽入的气体的流向,使气体从储能模块的底部流向集装箱顶部,再从排风口流出。
[0027] 所述集装箱1内设有进气干管8,进气干管8的一端固定在抽风机3的一侧,进气干管8的另一端连接有若干进气支管9,所述进气支管9固定在集装箱1内部的底面上,所述进气支管9设有出气口,所述出气口9上固定有出风广口10,出风广口10扣置有罩板11,所述储能单元支架12固定在罩板11上。设置出风广口的作用是扩大气流流出的横截面,增大储能模块的受风面积,同时引导部分气体的流向。
[0028] 所述储能模块2外部罩有导风罩14,所述导风罩14固定在罩板11,所述导风罩14是两端通风的,导风罩14固定在罩板11的一端作为进气端,导风罩14的另一端作为出气端,所述出气端上设置有环形挡片,设置环形挡片的作用是干扰气体流动,使部分气体折返,在导风罩内形成扰流,充分搅动气体,使气体充分吸收储能模块产生的热量后再流出导风罩,使电池储能系统充分散热。
[0029] 导风罩14设置有散热导向孔15,散热导向孔15边缘设有气流导向板16,设置散热导向孔的作用是利于储能模块的局部散热,避免带热量的气体堆积在导风罩顶部,造成散热不均匀,同时设置气流导向板对局部流出的带热量的气体进行导向,使带热量的气体流向集装箱顶部,减少带热量气体在集装箱内部的停留时间,有利于集装箱内部的整体散热。
[0030] 所述出风广口10的面积为导风罩14的进气端面积的1.5倍,抽风机将气体抽入,气体通过出风广口流出时,由于出风广口的面积为导风罩的进气端面积的1.5倍,气体一部分吹入导风罩内,对储能模块进行散热,一部分吹向导风罩外部,吹动由气流导向板导向的带热量气体往集装箱顶部,加快带热量气体流出,有利于加快散热。
[0031] 本发明有以下优势:(1)设置抽风机和排风口,利用气体流动有效对储能系统进行散热;
(2)设置温度传感器和控制器,控制器获取温度传感器测得的温度,对抽风机进行实时控制,减少电能的损耗,同时增强散热能力。
[0032] (3)单相H桥式电路的交流端口侧并联有链节旁路开关,用于在所述单相H桥式电路故障时,旁路所述单相H桥式电路,级联型储能系统采用链节旁路开关,自动识别故障链节切除,优化单元自动旁路,实现在线更换电池,提高储能系统整体的稳定性。
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