[發(fā)明專利]臺區(qū)電池單元共享型儲能系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2022-06-08
• 公開（公告）號: CN114899857A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設計）人: 陳偉銘;范元亮;李澤文;吳涵;陳金玉;陳茂新;何華琴;吳燦雄;黃鋼水;蔡秀雯;黃興華
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司電力科學研究院;國網福建省電力有限公司泉州供電公司;國網福建省電力有限公司南安市供電公司;國網福建省電力有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/01;H02J3/12;H02J3/16;H02J3/18;H02J3/24;H02J3/26;H02J7/00;H02J7/02;H02J13/00
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 丘鴻超;蔡學俊

本發(fā)明提出一種臺區(qū)電池單元共享型儲能系統(tǒng)，其包括儲能變流器（PCS）、電池單元、DC/DC變換器、電池管理系統(tǒng)（BMS）等。本發(fā)明在多個臺區(qū)側配置電池單元，每個臺區(qū)側的電池單元以線纜互聯(lián)，實現(xiàn)各個臺區(qū)的電池單元共享共用。電池單元通過儲能變流器接入各個臺區(qū)側交流母線，電池單元、儲能變流器、DC/DC變換器由電池管理系統(tǒng)監(jiān)測、控制和管理，并通過臺區(qū)智能融合終端進行管理和調度，解決臺區(qū)側電能質量、動態(tài)增容、光伏消納等問題。

技術領域

本發(fā)明涉及智能配電、儲能技術領域，尤其涉及一種臺區(qū)電池單元共享型儲能系統(tǒng)。

背景技術

隨著大規(guī)模分布式光伏接入低壓臺區(qū)，以及終端電氣化在低壓臺區(qū)的推廣應用，臺區(qū)成為實現(xiàn)“雙碳”目標的重要場景。應用儲能技術解決源、荷時空不匹配是一種有效的手段，且依托儲能系統(tǒng)換流器可以解決三相不平衡、過電壓、電壓、諧波等電能質量問題。目前，儲能是一種高成本靈活資源，使其規(guī)?；茝V應用受到限制。此外，在臺區(qū)獨立配置儲能系統(tǒng)，臺區(qū)中的儲能充放電行為會呈現(xiàn)無序狀態(tài)，導致儲能資源浪費、運行效益低下。一般臺區(qū)側配置儲能容量不宜過大，一是大容量儲能系統(tǒng)需占用大面積地方；二是大容量儲能需配套相應等級的消防系統(tǒng)，增加建設成本；三是大容量儲能存在安全隱患，引發(fā)安全焦慮。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術存在的缺陷和不足，特別是低壓臺區(qū)分布式光伏消納和電能質量問題，以及傳統(tǒng)單個臺區(qū)建設儲能系統(tǒng)投入產出比顯著失衡問題，本發(fā)明提出一種臺區(qū)電池單元共享型儲能系統(tǒng)，通過在多個臺區(qū)配置儲能系統(tǒng)，并將儲能系統(tǒng)的電池單元連接，實現(xiàn)多個臺區(qū)儲能系統(tǒng)電池單元的互聯(lián)共享，動態(tài)提升臺區(qū)儲能容量，解決分布式光伏消納和電能質量治理問題，同時降低單個臺區(qū)儲能系統(tǒng)建設成本和容量限制，具有明顯的社會經濟效益。

其包括儲能變流器(PCS)、電池單元、DC/DC變換器、電池管理系統(tǒng)(BMS)等。本發(fā)明在多個臺區(qū)側配置電池單元，每個臺區(qū)側的電池單元以線纜互聯(lián)，實現(xiàn)各個臺區(qū)的電池單元共享共用。電池單元通過儲能變流器接入各個臺區(qū)側交流母線，電池單元、儲能變流器、DC/DC變換器由電池管理系統(tǒng)監(jiān)測、控制和管理，并通過臺區(qū)智能融合終端進行管理和調度，解決臺區(qū)側電能質量、動態(tài)增容、光伏消納等問題。

由電池管理系統(tǒng)對儲能變流器和電池單元進行監(jiān)測、控制和管理。儲能變流器對電池單元進行充電和放電，同時包括但不限于治理臺區(qū)側低電壓、過電壓、三相不平衡等電能質量問題。各個臺區(qū)側的電池單元通過線纜連接，實現(xiàn)各個臺區(qū)的電池單元互聯(lián)共享共用。電池管理系統(tǒng)對各個臺區(qū)的儲能變流器和電池單元進行監(jiān)測、控制和管理，同時各個臺區(qū)的電池管理系統(tǒng)可以接收來自臺區(qū)智能融合終端的管理和指令，臺區(qū)電池單元共享型儲能系統(tǒng)由智能融合終端進行統(tǒng)一能量管理和優(yōu)化調度。系統(tǒng)采用分層動態(tài)一致性控制。頂層為運行模式層，采用主從控制，便于實現(xiàn)臺區(qū)補償電流計算與分配。頂層運行模式包括：電能治理運行模式、削峰填谷運行模式、微電網運行模式。其控制目標包括但不限于臺區(qū)有功/無功功率調節(jié)、三相不平衡等電能質量以及電網故障情況下臺區(qū)微電網運行模式和應急供電。中間層為通信層，采用動態(tài)一致性算法控制，其控制目標包括但不限于均衡各臺區(qū)電池單元SOC并穩(wěn)定直流母線電壓。底層為執(zhí)行層，采用下垂控制實現(xiàn)各個儲能變流器與DC/DC變換器的監(jiān)測、控制。任意一個臺區(qū)側智能融合終端可作為主控智能融合終端，各個臺區(qū)的儲能子系統(tǒng)可以獨立運行，也可以聯(lián)合運行。

本發(fā)明具體采用以下技術方案：

一種臺區(qū)電池單元共享型儲能系統(tǒng)，其特征在于，在各個臺區(qū)設置有智能融合終端，并配置一組相互連接的儲能變流器PCS、電池管理系統(tǒng)BMS、DC/DC變換器和電池單元，每個臺區(qū)的電池單元以線纜互聯(lián)；

由電池管理系統(tǒng)對儲能變流器和電池單元進行監(jiān)測、控制和管理；儲能變流器對電池單元進行充電和放電；

系統(tǒng)采用分層動態(tài)一致性控制；頂層采用主從控制，用于實現(xiàn)臺區(qū)補償電流計算與分配，其控制目標包括：臺區(qū)有功/無功功率調節(jié)、三相不平衡等電能質量以及電網故障情況下臺區(qū)微電網運行模式和應急供電；