一种大规模储能系统的制作方法

1.本实用新型涉及储能领域，尤其涉及大规模锂离子电池储能系统。


背景技术：

2.现有的储能系统，大都采用独立的电池柜和储能变流器形成独立的储能系统，再经过变压器送到中压母线实现并网。现有系统采用的各个变流器独立控制，在离网后由于缺乏同步控制，各储能单元之间出现环流，功率扰动等问题，并联数量仅2～4台，无法作为大功率独立源使用，不能满足微电网或电网黑启动电源使用。


技术实现要素：

3.为解决现有技术中储能系统不能满足微电网或电网黑启动电源使用的问题，本实用新型提供一种大规模储能系统，本实用新型所述大规模储能系统，用于大规模储能系统作为独立电源使用。
4.为达上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
5.为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种大规模储能系统，所述储能系统包括：多个储能单元、多个高速光纤网络及一个集中控制器；
7.每个所述储能单元均包括电池簇和储能变流器及升压变压器；电池簇和储能变流器及升压变压器依次连接；
8.所述光纤通讯网络与所述储能变流器连接用于传输给各储能单元的控制pwm信号与采样信号；
9.所述集中控制与多个光纤通讯网络和多个储能单元均连接；
10.所述储能单元的电池簇经过储能变流器接入交流升压变压器，各个储能单元再经过中压交流联络线汇流后接入升压站馈入电网，在接入升压站的电厂输出端接入所述集中控制单元。
11.可选的，所述光纤通讯网络为点对点传输的全双工单模光纤网络。
12.可选的，所述集中控制包括fpga、dsp和输出接口，fpga、dsp和输出接口依次连接；每个储能单元的光电转换接口均与fpga连接。
13.可选的，所述集中控制还包括电网电压、电流信号采集的传感器，电网电压、电流信号采集的传感器与输出接口连接。
14.可选的，所述储能电池簇为单串电池串联簇。
15.可选的，所述储能变流器为交直流双向储能变流器。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
17.本实用新型通过高速光纤网络将各个储能单元简化为执行单元，将控制系统独立于各个储能单元，形成一个虚拟的大型储能系统，由集中的控制器对并网点数据进行采集，下发控制信号给各个执行单元，实现同步控制，解决大规模并联问题。将控制系统由分散控
制改为集中控制，避免了环流及功率震荡问题。通过集中电网侧采样控制，实现了多变流器虚拟成一个集中变流器，可以作为独立电压源运行。多机分散式布置，解决的大功率独立储能变流器带来的热耗散困难及大电流器件容量的限制。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型所提一种大规模储能系统的简洁示意图。
20.图2为本实用新型所提控制单元的简洁示意图。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
22.如图1所示，本实用新型一种大规模储能系统，所述系统包括：多个储能单元、光纤通讯网络和集中控制器；
23.储能单元，其由电池簇和储能变流器及升压变压器组成；所述储能电池簇为单串电池串联簇，避免电池并联损耗。
24.所述储能变流器为交直流双向储能变流器，与现有储能变流器不同，此变流器可以通过高速光纤通讯网络接受上级集中控制系统下发的pwm控制脉宽信号进行功率器件控制，并能将内部直流电压、电流、交流电压、电流、主要元件温度等采样信号传输给集中控制器。
25.所述升压变压器，将变流器输出的交流低电压升到6kv厂内线或35kv联络线。
26.所述光纤通讯网络为点对点传输的全双工单模光纤网络，以保证传输给各储能单元的控制pwm信号与采样信号的高速传输。
27.所述集中控制包含有高速光纤通讯接口及控制单元，还包括电网电压、电流信号采集的传感器、控制系统供电等辅助设备。
28.具体的，储能单元包括的直流电池簇经过储能变流器接入交流升压变压器，各个储能单元再经过中压交流联络线汇流后接入升压站馈入电网，在接入升压站的电厂输出端接入所述集中控制单元，并在此点作为虚拟储能系统的并网控制点，接入电流、电压传感器，将系统最终的输出量采集进集中控制器。
29.如图2所示，集中控制系统示意图，集中控制器包括fpga、dsp和输出接口，fpga、dsp和输出接口依次连接；每个储能单元的光电转换接口均与fpga连接。
30.集中控制系统与升压站连接后并入输电网中。
31.本实用新型的一种大规模储能系统将控制系统独立于各个储能单元，形成一个虚拟的大型储能系统，由集中的控制器对并网点数据进行采集，下发控制信号给各个执行单
元，实现同步控制，解决大规模并联问题。
32.以上披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由
…
构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。
33.多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。
34.应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施例和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的实用新型主题的一部分。


技术特征：
1.一种大规模储能系统，其特征在于，所述储能系统包括：多个储能单元、多个光纤通讯网络及一个集中控制器；每个所述储能单元均包括电池簇和储能变流器及升压变压器；电池簇和储能变流器及升压变压器依次连接；所述光纤通讯网络与所述储能变流器连接用于传输给各储能单元的控制pwm信号与采样信号；所述集中控制器与多个光纤通讯网络和多个储能单元均连接；所述储能单元的电池簇经过储能变流器接入交流升压变压器，各个储能单元再经过中压交流联络线汇流后接入升压站馈入电网，在接入升压站的电厂输出端接入所述集中控制器。2.根据权利要求1所述的一种大规模储能系统，其特征在于，所述光纤通讯网络为点对点传输的全双工单模光纤网络。3.根据权利要求1所述的一种大规模储能系统，其特征在于，所述集中控制器包括fpga、dsp和输出接口，fpga、dsp和输出接口依次连接；每个储能单元的光电转换接口均与fpga连接。4.根据权利要求3所述的一种大规模储能系统，其特征在于，所述集中控制器还包括电网电压、电流信号采集的传感器，电网电压、电流信号采集的传感器与输出接口连接。5.根据权利要求1所述的一种大规模储能系统，其特征在于，所述电池簇为单串电池串联簇。6.根据权利要求1所述的一种大规模储能系统，其特征在于，所述储能变流器为交直流双向储能变流器。

技术总结
本实用新型提供了一种大规模储能系统，所述储能系统包括：多个储能单元、多个高速光纤网络及一集中控制器；每个所述储能单元均包括电池簇和储能变流器及升压变压器；电池簇和储能变流器及升压变压器依次连接；所述光纤通讯网络与所述储能变流器连接用于传输给各储能单元的控制PWM信号与采样信号；所述集中控制与多个光纤通讯网络连接；所述储能单元的电池簇经过储能变流器接入交流升压变压器，各个储能单元再经过中压交流联络线汇流后接入升压站馈入电网，在接入升压站的电厂输出端接入所述集中控制单元。本实用新型所述大规模储能系统，实现同步控制，用于大规模储能系统作为独立电源使用。立电源使用。立电源使用。


技术研发人员：李杰 刘永奎 张新涛
受保护的技术使用者：西安奇点能源技术有限公司
技术研发日：2020.12.16
技术公布日：2021/9/17