用于風力發(fā)電的集裝箱式儲能系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及風力發(fā)電設備領域，特別是設及一種集裝箱式儲能系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 隨著能源危機日益嚴重，開發(fā)可持續(xù)發(fā)展且對環(huán)境友好的新型能源已成為全球關 屯、的熱點，風力發(fā)電作為清潔、高效、可再生的新型能源已成為各國新能源發(fā)展的重點。開 發(fā)利用風能等可再生能源是國家能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。但是風能具有間歇性和隨 機性等特點，從而對電網(wǎng)產生一定的影響，隨著風電并網(wǎng)容量的不斷增加，風電對電網(wǎng)的影 響也越來越大，由于大功率、高效能儲能問題沒有得到很好解決造成的瓶頸，風能利用率不 高的問題也越加顯現(xiàn)。國家鼓勵風電開發(fā)企業(yè)探索、研究風電并網(wǎng)和消納問題，引導清潔能 源產業(yè)的健康發(fā)展。目前國內外都在進行風電并網(wǎng)和消納問題的研究探索，特別是風電高 效能儲能問題的探索。
【發(fā)明內容】
[0003] 本發(fā)明是針對目前風力發(fā)電中電網(wǎng)消納、風電儲能存在的不足之處，提出一種有 效利用風能的集裝箱式儲能系統(tǒng)。
[0004] 本發(fā)明的技術方案是運樣的：用于風力發(fā)電的集裝箱式儲能系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括儲 能電池組集裝箱、雙向變流器(PCS)集裝箱和升壓變壓器，其特征在于該儲能電池組集裝箱 的電池為裡電子儲能電池，裡電子儲能電池經(jīng)PCS集裝箱完成交直流變換后，升壓至35KKV， 接入變電站35KV母線，PCS裝置可實現(xiàn)雙向流動;在充電狀態(tài)時，PCS作為整流裝置將電能從 交流電變?yōu)橹绷麟妰Υ娴絻Υ嫜b置中；在放電狀態(tài)時，PCS作為逆變器將儲能裝置儲存的電 能從直流變?yōu)榻涣?，輸送到電網(wǎng)。
[0005] 所述的裡電子儲能電池系統(tǒng)由6套1MW和1套0.5MW儲能模塊組成，每1MW通過一臺 升壓變壓器與風電場35kV母線相連，共需要6臺35kV /1200kVA變壓器、1臺35kV /eOOkVA變 壓器及相應的配電裝置。
[0006] 所述的電池組集裝箱是由3套45英寸長、8英寸寬、9.5英寸高的集裝箱組成，該集 裝箱主要設施為：（0采用懸空的防靜電地板、支撐PCS的鋼結構支架和鍛鋒格柵與可移動 地板；（2)1.6mm鍛鋒鋼板附著60mm厚礦物棉用于集裝箱四壁、屋頂及基線作為保護層；（3) 兩扇雙葉貨倉口位于集裝箱尾部，并且安裝不誘鋼防盜Π 、自動關閉裝置及內部應急通道 出口；（4)配備設備安裝墊；巧）系統(tǒng)連接需要的電纜管線、展架、電纜連接盒；（6)集裝箱外 觀噴涂丙締酸聚氨醋勞爾色卡，適應沿海地帶。
[0007] 所述的的PCS集裝箱為500KW系統(tǒng)集裝箱，由Ξ套45英寸長、8英寸寬、9.5英寸高的 集裝箱組成，并包括W下主要設施：（1)采用懸空防靜電地板、支撐PCS的鋼結構支架和鍛鋒 格柵及可移動地板；（2)l、6mm鍛鋒鋼板附著60mm厚礦物棉用于集裝箱四壁、屋頂及基線作 為保護層；（3)兩扇雙葉貨倉口位于集裝箱尾部，并且安裝不誘鋼防盜口、自動關閉裝置及 內部應急通道出口；（4)配備設備安裝墊；巧)集裝箱外觀噴涂丙締酸聚氨醋勞爾色卡，適應 沿海地帶。
[000引所述的500KW系統(tǒng)PCS集裝箱內安裝的主要設備有：（1) 一套408KWh裡電子二次電 池；（2)-套電池接線柜；（3)-套配電柜；（4)一套主控系統(tǒng)(包括從控系統(tǒng)）；（5)-套空調 系統(tǒng)；（6)-套消防系統(tǒng)。
[0009] 本發(fā)明優(yōu)點在于： (1)本發(fā)明實現(xiàn)了大規(guī)模、長壽命、高效率、低成本的儲能技術，是支撐新能源發(fā)展的戰(zhàn) 略性技術。
[0010] (2)本發(fā)明大幅提高了新能源上網(wǎng)的電能品質。隨著風能、光能等可再生能源發(fā)電 裝機容量的增大，電網(wǎng)必將對可再生能源并網(wǎng)技術提出更高的要求，本發(fā)明可提高電場并 網(wǎng)電力品質，滿足電網(wǎng)對電能質量、功率控制、電壓調節(jié)及電網(wǎng)異常相應等方面的要求，使 電場輸出電力較為穩(wěn)定，減少部分因限電損失的能量，減輕大規(guī)模新能源發(fā)電上網(wǎng)給電網(wǎng) 帶來的影響。
[0011] (3)本發(fā)明具有按調度給定曲線發(fā)電的可能性?？蒞根據(jù)計劃的出力曲線或調度 指令，控制儲能電池的充放電過程，使得電站的實際功率輸出盡可能接近計劃出力曲線，增 加電站功率輸出的穩(wěn)定性，提高電站輸出功率的調節(jié)能力，使電場在發(fā)電時間內具有和火 電類似的電能品質，可W擁有和火電一樣上網(wǎng)的權利，即"同質同權"。
【具體實施方式】
[0012] 本發(fā)明的【具體實施方式】結合實施例加 W說明。
[OOU]實施例1 阿左旗風電場二期風儲一體化項目采用室外集裝箱式儲能系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括儲能電池 組集裝箱、雙向變流器(PCS)集裝箱和升壓變壓器，其特征在于該儲能電池組集裝箱的電池 為裡電子儲能電池，裡電子儲能電池經(jīng)PCS集裝箱完成交直流變換后，升壓至35KKV，接入變 電站35KV母線，PCS裝置可實現(xiàn)雙向流動;在充電狀態(tài)時，PCS作為整流裝置將電能從交流電 變?yōu)橹绷麟妰Υ娴絻Υ嫜b置中；在放電狀態(tài)時，PCS作為逆變器將儲能裝置儲存的電能從直 流變?yōu)榻涣?，輸送到電網(wǎng)。
[0014]集裝箱采用隔熱內襯的標準化集裝箱，在空調和加熱系統(tǒng)和隔熱措施的電池室 集裝箱內溫度可W保持在+15°C~25°C，PCS集裝箱溫度保持在+15°C~40°C。各集裝箱具體 設計結構如下：一、PCS集裝箱PCS集裝箱由3套45英寸長*8英寸寬*9.5英寸高 的組成，并由W下主要設施組成：1、采用懸空的防靜電地板(懸空高度150mm)、支撐PCS 的鋼結構支架和鍛鋒格柵與可移動地板；2、1.6mm鍛鋒鋼板附著60mm厚礦物棉用于集 裝箱四墻屋頂及基線；3、2扇雙葉貨倉口位于集裝箱尾部，并且安裝不誘鋼防盜Π ，自動 關閉裝置及內部應急通道出口； 4、設備安裝墊；5、系統(tǒng)連接需要的電纜管線、展架、電纜 連接盒；6、集裝箱外觀噴涂丙締酸聚氨醋勞爾色卡，適應沿海地帶。一套PCS集裝箱內 安裝的主要設備如下所示：1、4臺PCS; 2、1套從控系統(tǒng)接線柜；3、2套空調系統(tǒng)； 4、1套消防系統(tǒng)。二、電池集裝箱電池集裝箱由3套45英寸長*8英寸寬*9.5英寸 高的組成，并由W下主要設施組成：1、采用懸空的防靜電地板（懸空高度150mm)、支撐 PCS的鋼結構支架和鍛鋒格柵與可移動地板；2、1.6mm鍛鋒鋼板附著60mm厚礦物棉用 于集裝箱四墻屋頂及基線；3、2扇雙葉貨倉口位于集裝箱尾部，并且安裝不誘鋼防盜口， 自動關閉裝置及內部應急通道出口； 4、設備安裝墊；5、集裝箱外觀噴涂丙締酸聚氨醋勞 爾色卡，適應沿海地帶；一套電池集裝箱內安裝的主要設備如下所示：1、4套408kWh 裡離子二次電池；2、4套電池接線柜；3、1套配電柜；4、2套從控系統(tǒng)接線柜；5、2 套空調系統(tǒng)；6、1套消防系統(tǒng)；Ξ、、500kW系統(tǒng)集裝箱PCS集裝箱由3套45英寸 長*8英寸寬*9.5英寸高的組成，并由W下主要設施組成：1、采用懸空的防靜電地板(懸 空高度150mm)、支撐PCS的鋼結構支架和鍛鋒格柵與可移動地板；2、1.6mm鍛鋒鋼板 附著60mm厚礦物棉用于集裝箱四墻屋頂及基線3、2扇雙葉貨倉口位于集裝箱尾部，并 且安裝不誘鋼防盜Π ，自動關閉裝置及內部應急通道出口 4、設備安裝墊。
[0015]本發(fā)明工藝技術的量化參數(shù)指標(見表1)
【主權項】
1. 用于風力發(fā)電的集裝箱式儲能系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括儲能電池組集裝箱、雙向變流器 (PCS)集裝箱和升壓變壓器，其特征在于該儲能電池組集裝箱的電池為鋰電子儲能電池，鋰 電子儲能電池經(jīng)PCS集裝箱完成交直流變換后，升壓至35KKV，接入變電站35KV母線，PCS裝 置可實現(xiàn)雙向流動;在充電狀態(tài)時，PCS作為整流裝置將電能從交流電變?yōu)橹绷麟妰Υ娴絻?存裝置中；在放電狀態(tài)時，PCS作為逆變器將儲能裝置儲存的電能從直流變?yōu)榻涣鳎斔偷?電網(wǎng)。2. 根據(jù)權利要求1所述的儲能系統(tǒng)，其特征在于所述的鋰電子儲能電池系統(tǒng)由6套1MW 和1套0.5MW儲能模塊組成，每1MW通過一臺升壓變壓器與風電場35kV母線相連，共需要6臺 35kV/1200kVA變壓器、1臺35kV/600kVA變壓器及相應的配電裝置。3. 根據(jù)權利要求1和2所述的儲能系統(tǒng)，其特征在于所述的鋰電子儲能電池為高容積效 率、高能量密度的儲能電池，該鋰電子電池組技術參數(shù)為：電壓:DC21.6~33.2V;最大工作電 壓DC32V;最大電流DC300A(25度，〈10秒）；容量:DC1.5KWh;額定容量:DC1.3KWh;工作溫度 50度，重量16kg;電池單體8個串聯(lián)一組。4.根據(jù)權利要求1所述的儲能系統(tǒng)，其特征為雙向變流器(PCS)的技術參數(shù)為:額定容 量500KVA;直流側電壓范圍：500V~800VDC;直流側輸出最大電流:DC1176A;交流側額定頻 率:49.5~50.5Hz;功率因數(shù)范圍：-0.85~0.85;交流側額定電壓270V;額定輸出電流諧波含 量:〈5%;最大轉換功率98%;發(fā)熱量:6KW;冷卻方式:強迫風冷;靜態(tài)自耗電：〈100KW。5. 根據(jù)權利要求1和2所述的儲能系統(tǒng)，其特征是所述的電池組集裝箱是由3套45英寸 長、8英寸寬、9.5英寸高的集裝箱組成，該集裝箱主要設施為：（1)采用懸空的防靜電地板、 支撐PCS的鋼結構支架和鍍鋅格柵與可移動地板；（2 ) 1.6mm鍍鋅鋼板附著60mm厚礦物棉用 于集裝箱四壁、屋頂及基線作為保護層；（3)兩扇雙葉貨倉門位于集裝箱尾部，并且安裝不 銹鋼防盜門、自動關閉裝置及內部應急通道出口；（4)配備設備安裝墊；（5)系統(tǒng)連接需要的 電纜管線、展架、電纜連接盒;（6)集裝箱外觀噴涂丙烯酸聚氨酯勞爾色卡，適應沿海地帶。6. 根據(jù)權利要求1所述的儲能系統(tǒng)，其特征是所述的的PCS集裝箱為500KW系統(tǒng)集裝箱， 由三套45英寸長、8英寸寬、9.5英寸高的集裝箱組成，并包括以下主要設施：（1)采用懸空防 靜電地板、支撐PCS的鋼結構支架和鍍鋅格柵及可移動地板;（2) 1、6mm鍍鋅鋼板附著60_厚 礦物棉用于集裝箱四壁、屋頂及基線作為保護層；（3)兩扇雙葉貨倉門位于集裝箱尾部，并 且安裝不銹鋼防盜門、自動關閉裝置及內部應急通道出口；（4)配備設備安裝墊；（5)集裝箱 外觀噴涂丙烯酸聚氨酯勞爾色卡，適應沿海地帶。7. 根據(jù)權利要求5所述的儲能系統(tǒng)，其特征是:所述的500KW系統(tǒng)PCS集裝箱內安裝的主 要設備有：（1)一套408KWh鋰電子二次電池；（2)-套電池接線柜；（3)-套配電柜；（4)一套 主控系統(tǒng)(包括從控系統(tǒng)）；（5)-套空調系統(tǒng)；（6)-套消防系統(tǒng)。
【專利摘要】用于風力發(fā)電的集裝箱式儲能系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括儲能電池組集裝箱、雙向變流器（PCS）集裝箱和升壓變壓器。該儲能電池組集裝箱的電池為鋰電子儲能電池，鋰電子儲能電池經(jīng)PCS集裝箱完成交直流變換后，升壓至35KKV，接入變電站35KV母線，PCS裝置可實現(xiàn)雙向流動；在充電狀態(tài)時，PCS作為整流裝置將電能從交流電變?yōu)橹绷麟妰Υ娴絻Υ嫜b置中；在放電狀態(tài)時，PCS作為逆變器將儲能裝置儲存的電能從直流變?yōu)榻涣鳎斔偷诫娋W(wǎng)。本發(fā)明實現(xiàn)了大規(guī)模、長壽命、高效率、低成本的儲能技術，大幅提高了新能源上網(wǎng)的電能品質，減少部分因限電損失的能量，減輕大規(guī)模新能源發(fā)電上網(wǎng)給電網(wǎng)帶來的影響。
【IPC分類】H02J3/32, H02J3/38
【公開號】CN105490293
【申請?zhí)枴緾N201510819862
【發(fā)明人】朱潤洲, 馮奇峰, 吳解萍, 楊中其, 韓寶云, 翟建軍, 陳向群, 孫斌, 劉 東, 史勇生, 徐佳, 羅芳, 王耀賢, 王文龍
【申請人】中鋁寧夏能源集團有限公司, 寧夏新能源研究院（有限公司）
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年11月24日