[發明專利]提高對農網季節性負荷供電能力儲能裝置及其實現方法

無效

• 申請號: 201310489983.5
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN103515973A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 范元亮;陳彬;鄭高
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網福建省電力有限公司;國網福建省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J13/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明屬于配電網領域，涉及配電自動化、鋰離子電池存儲技術和變流器技術。

背景技術

隨著我國經濟發展和社會進步，工農業生產以及民生用電量也在逐年增加，并且用電需求也呈現多元化趨勢，對電力部門的供電要求也越來越高。在國家電網公司所覆蓋的許多農網地區，由于當地網架結構薄弱，電力供應的保障仍然是突出問題，特別是全年用電負載率低，峰值用電具有時段性或季節性，特定時期內尖峰負荷突出，時常造成臺區線路和配變過載，甚至燒毀，供電能力無法保障。農網用戶地域分散，負荷密度小且地域差別大、負荷峰谷差大，負荷季節性和時令性強，年最大負荷利用小時數低。農網負荷的負荷密度小，一般為10~100kw/km2，極少超過1000kw/km2。我國農業用電負荷的最大負荷利用小時數約為2000h，村、鄉鎮工業較多的地區約為3000h。農網有以下特點：送電距離遠，送電功率小，輸送電能偏少，農網設施利用率低，造成農網的供電成本偏高、經營效益偏低。

農網變電設備和線路的利用率低，對供電設施以及網架結構進行全面改造經濟上不合算。因地域差異，農業用電方式或習慣存在季節上的差別，具有全年時令的互補性。通過新技術的投入，對實際供電能力的提高，有助于發展農村或地方經濟，同時提高電力資源的利用率，提高供電效率。

解決上述問題的一個重要手段是引入儲能技術。近十年來，儲能技術發展較快，特別是小型移動式儲能電站的出現，對問題的解決創造了必要條件。移動式儲能電站由于具有可移動性，根據用戶在不同時段用電需求及用電特征，移動式儲能電站可以在用電低谷時期充電，并在日間根據用戶負荷的實時需求進行放電，作為供電電源增大臺區的供電能力。同時，利用儲能電站具有移動靈活、就地安裝方便的特點，在不同空間和時間內對儲能裝置調配，達到資源整合和充分利用的目的。移動式儲能電站的引入，對于改善農網地區的供電能力，具有明顯現實意義。

近年來，電池儲能技術和變流器技術取得了長足進步，鋰離子電池的能量密度大、充放電循環次數高，隨著單位容量價格持續下降，鋰離子電池取代鉛酸電池和鎳氫電池的速度在加快，逐漸成為主流，為基于鋰離子電池的儲能裝置在電力系統的應用奠定了堅實的基礎。?

發明內容

本發明的目的是為了解決由于部分農網地區地網架結構薄弱，用電負荷季節性陡增，時常導致臺區線路和配變過載，甚至燒毀，供電能力無法保障，對供電設施以及網架結構進行全面改造經濟上不合算的突出問題。

本發明的裝置采用以下方案實現：一種提高對農網季節性負荷供電能力儲能裝置，其特征在于：包括若干個鋰離子電池箱，所述鋰離子電池箱的輸出端依次經雙向變流器、三相四線制干式變壓器、切換開關與臺區配變二次側連接；所述鋰離子電池箱由N個鋰離子電池分管理系統管理，所述的鋰離子電池分管理系統再由一鋰離子電池總管理系統管理，其中N為自然數。

在本發明一實施例中，所述鋰離子電池箱17個串聯后，由一個鋰離子電池分管理系統管理。

在本發明一實施例中，所述的雙向變流器設置有變流器監控系統。

在本發明一實施例中，還包括鋰離子電池監控系統和移動式儲能裝置監控系統；所述的鋰離子電池監控系統經總線與所述鋰離子電池總管理系統連接；所述鋰離子電池監控系統、移動式儲能裝置監控系統以及變流器監控系統由局域網實現相互通訊。

在本發明一實施例中，所述的鋰離子電池箱的個數是根據季節性農業用電負荷的時序特征、負荷密度以及臺區供電能力選取的。

本發明的方法采用以下方式實現：一種提高對農網季節性負荷供電能力儲能裝置的實現方法，其特征在于包括以下步驟：

1）根據季節性農業用電負荷的時序特征、負荷密度以及臺區供電能力，選取移動式鋰離子電池儲能裝置的功率和容量；

2）移動式電池儲能裝置采用鋰離子電池作為存儲介質；

3）根據鋰離子電池的體積比能量、重量比能量、移動式鋰離子電池儲能裝置的設計容量、雙向交直流變流器重量和尺寸，將移動式鋰離子電池儲能裝置集成至移動式車廂廂體內；

4）將單體鋰離子電池成組串接，采用分布式管理方法監控鋰離子電池運行狀態；

5）通過靜態開關和斷路器組合而成的開關柜，切換移動式鋰離子電池儲能裝置的工作模式；

6）將成組串接后的鋰離子電池連接至雙向交直流變流器，再通過三相四線制干式變壓器和開關柜，連接至臺區配變的二次側。