[發明專利]一種用于主動配電網的復合儲能電站及其配電方法

有效

• 申請號: 201310608933.4
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN103580052A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 王諶;張邦玲;馮毅;晏莉琴;解晶瑩;鐘清;余南華
• 申請（專利權）人: 上海空間電源研究所;上海動力儲能電池系統工程技術有限公司;廣東電網公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 賈慧琴;包姝晴

技術領域

本發明涉及電網系統中的儲能電站，并且尤其涉及一種用于主動配電網的復合儲能電站及其配電方法。

背景技術

隨著經濟的持續增長和氣候變化問題的日益嚴峻，大力發展新能源已經成為我國能源戰略調整、轉變電力發展方式的重要內容。可持續性是未來電網的基礎特征，主動配電網是具備組合控制各種分布式能源（分布式電源、可控負荷、儲能、需求側管理等）能力的配電網絡，其目的是加大配電網對于可再生能源的接納能力、提升配電網資產的利用率、延緩配電網的升級投資，以及提高用戶的用電質量和供電可靠性。

主動配電網通過儲能電站來進行能量的轉移和調配，所以根據負荷的要求、系統的特性、以及追求的技術性能和經濟指標的不同，要求儲能系統既響應系統的動態變化，也對應負荷調節（調峰）、緊急電源的需求。這時就要采用多種儲能技術。多元復合儲能就是將具有快速響應特性的儲能系統和具有大容量儲能特性的儲能系統聯合使用、協調控制，從而最大限度地發揮儲能技術的性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于主動配電網的復合儲能電站及其配電方法，將能量型儲能系統、功率型儲能系統和平衡型儲能系統聯合使用，解決主動配電網中能夠自主協調控制間歇式新能源與儲能裝置等分布式電源單元，積極消納可再生能源并確保網絡的安全經濟運行的作用。

為了達到上述目的，本發明的第一個技術方案是提供一種用于主動配電網的復合儲能電站，該復合儲能電站包含：

復合儲能協調控制系統，雙向逆變器，以及三類儲能系統：能量型儲能系統、功率型儲能系統、兼顧型儲能系統；

所述雙向逆變器根據儲能系統類型及功率大小的不同設置有三類；這三類雙向逆變器分別與相匹配的三類儲能系統對應連接；?

所述復合儲能協調控制系統通過分別連接主動配電網、三類儲能系統及其對應的雙向逆變器，來監測所述主動配電網及電站中各設備的實時狀態并控制這些設備完成各自工作：

所述復合儲能協調控制系統通過控制對應的雙向逆變器，將來自所述主動配電網中分布式能源的電能用來對三類儲能系統進行充電，以及將三類儲能系統的電能按照要求輸入到主動配電網，以平衡電網負荷。

優選地，所述復合儲能電站中進一步包含變壓器，將來自所述主動配電網的高壓電轉換為低壓電，并將該低壓電提供給所述雙向逆變器以便為對應的儲能系統充電；所述變壓器還將來自所述雙向逆變器的低壓電轉換為所述主動配電網相對應的高壓電，并將該高壓電輸送到主動配電網上。

優選地，所述復合儲能電站中進一步包含交流配電柜，其中匯集著三類雙向逆變器交流母線；所述復合儲能協調控制系統與所述交流配電柜通訊，以便通過所述交流配電柜內設置的斷路器來控制三類儲能系統的開關。

優選地，所述復合儲能電站進一步包含溫控系統，其受到與之連接的所述復合儲能協調控制系統監測及控制；所述溫控系統中設置有工業空調及其控制系統，來保證該復合儲能電站及其中各儲能系統的溫度都保持在合適的區間內。

優選地，所述復合儲能電站進一步包含安防系統，其受到與之連接的所述復合儲能協調控制系統監測及控制；所述安防系統中設置有自動滅火裝置、傳感器、報警器，以及這些裝置的控制系統。

優選地，所述能量型儲能系統中的儲能種類是鉛酸電池、液流電池或抽水儲能，來保證主動配電網中的持續穩態用電；

所述功率型儲能系統中的儲能種類是鈦酸鋰電池、超級電容器儲能或飛輪儲能，來保證主動配電網中的短時高倍率用電沖擊；

所述兼顧型儲能中的儲能種類是磷酸鐵鋰電池、鉛碳電池或壓縮空氣儲能，來兼顧長時間穩態運行和短時高倍率用電沖擊，制衡能量型儲能系統和功率型儲能系統的極限出力。

一個優選的實施例中，所述復合儲能電站中，所述能量型儲能系統由鉛酸電池組成，所述功率型儲能系統由鈦酸鋰電池組成，所述兼顧型儲能系統由磷酸鐵鋰電池組成。

本發明的第二個技術方案是提供一種根據上述復合儲能電站實施的配電方法：所述復合儲能電站工作在一個充電模式時，由電站中的復合儲能協調控制系統執行以下操作：

將主動配電網上分布式能源滿足負載需求后的多余電能，通過所述復合儲能協調控制系統分配給電站中的三類儲能系統，由所述復合儲能協調控制系統根據儲能系統可持續充電時間長度和最大功率信息向各儲能系統分配相應的電量：