接有儲能系統(tǒng)的變配電站的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及儲能系統(tǒng)技術領域，特別涉及一種接有儲能系統(tǒng)的變配電站。
【背景技術】
[0002]隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，對電力的依賴程度越來越大。一方面，電網(wǎng)負荷迅速增長，峰谷差不斷加大，而電網(wǎng)的發(fā)電廠以火電為主，調(diào)峰能力受到限制且調(diào)峰成本較高，同時電廠的建設規(guī)模必須滿足負荷高峰時的用電需求，使得投資效率較低。另一方面，某些地區(qū)一次能源匱乏，市內(nèi)沒有煤炭、水能資源，風能資源有限，所需一次能源基本上由市外輸入。
[0003]由于電廠的建設受到限制，本地電源容量不足，越來越倚重外來電力，安全穩(wěn)定問題日益突出，當對供電可靠性要求較高時，需要利用新的技術提高電網(wǎng)的供電可靠性。
[0004]為了滿足日益增長的用電需求，減少發(fā)電廠的建設規(guī)模，如何才能提高能源利用效率，并且保證可再生能源系統(tǒng)的穩(wěn)定供電，提高電網(wǎng)對關鍵用戶的供電可靠性，尋求技術經(jīng)濟可行的儲能技術，對電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展極為重要。
[0005]現(xiàn)有的儲能系統(tǒng)接入變配電站的方案僅局限于接入變配電站低壓側出線間隔，而IlOkV及以上變配電站卻無配電功能。所以有必要進行儲能元件在IlOkV及以下變配電站中的接入方案研宄，解決本領域技術人員一直以來無法解決的技術困擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于現(xiàn)有技術的上述缺陷，本發(fā)明提供一種能接入IlOkV及以下變配電站，進而為用戶側提供應急電源、變地削峰填谷平滑變配電站負荷功能的一種接有儲能系統(tǒng)的變配電站，所述變配電站(例如110(35)kV變配電站)通過數(shù)臺降壓變壓器向低壓側(指變配電站的低壓側)供電，每臺所述降壓變壓器的低壓側出線分別經(jīng)一出線開關柜引出接至用戶負荷側，其特點在于，所述變配電站的低壓側母線還連接一電池儲能系統(tǒng)，所述電池儲能系統(tǒng)包括:一用于輸出直流電信號的蓄電池組、一用于將直流電轉換為三相交流電的DC/AC變流器及一用于升壓的升壓變壓器，所述蓄電池組經(jīng)所述DC/AC變流器接入所述升壓變壓器的低壓側，并且通過所述升壓變壓器接入所述變配電站的1kV —段電網(wǎng)。
[0007]在一些實施例中，所述電池儲能系統(tǒng)通過一 1kV出線開關柜接入所述1kV —段電網(wǎng)的低壓側母線，用來作為1kV—段電網(wǎng)的應急電源或削峰填谷電源。
[0008]在一些實施例中，所述電池儲能系統(tǒng)通過一 1kV出線開關柜與所述1kV—段電網(wǎng)的用戶供電的出線端相連，用來保證重要負荷的應急供電。
[0009]在一些實施例中，所述電池儲能系統(tǒng)通過一 1kV出線開關柜接入一應急母線，所述應急母線分別通過一開關柜與所述1kV —段電網(wǎng)、所述變配電站的1kV 二段電網(wǎng)的用戶供電的出線端相連，用來同時保證兩段不同供電場所的應急供電。
[0010]在一些實施例中，所述DC/AC變流器為一三相PWM逆變器?！叭郟WM逆變器”是一種常用的“DC/AC變流器”，PMW的意思是脈沖寬度調(diào)制，即Pulse-Width Modulat1n ;數(shù)字信號處理芯片可以對其進行控制。
[0011]在一些實施例中，所述升壓變壓器為一 10/0.4kV變壓器。本方案中的10/0.4kV
變壓器為市售可得。
[0012]在一些實施例中，所述蓄電池組為一鈉硫蓄電池組。鈉硫電池是目前唯一的一種同時完全適用于功率型儲能和能量型儲能的儲能電池。由于鈉硫電池以金屬鈉和單質(zhì)硫分別為陽極和陰極，以beta—氧化鋁為電解質(zhì)，原材料豐富，價格低廉，和目前的各種液流電池以及鋰離子電池等各種可能的儲能電池相比，鈉硫電池的原材料價格是最低廉的，而且相關的兀素儲量很尚，不存在價格不穩(wěn)定的因素。同時，納硫電池具有尚的比功率和比能量、溫度穩(wěn)定性以及無自放電等方面的突出優(yōu)勢，使得鈉硫電池成為目前最具應用前景的儲能電池。
[0013]在符合本領域常識的基礎上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實施例。
[0014]本發(fā)明的有益效果:
[0015]1、首先，本發(fā)明的電池儲能系統(tǒng)可應用于110(35)kV及以下電壓等級的變(配)站，起到為重要用戶提供應急電源、就地削峰填谷平滑負荷的功能。
[0016]2、另外，本發(fā)明能使電池儲能系統(tǒng)能夠在變配電站就地布置，起到為變、配電站重要用戶提供應急電源、就地削峰填谷平滑變、配電站負荷等作用，為提高供電可靠性及電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展提供有力保障，為電池儲能系統(tǒng)應用于電網(wǎng)建設起到引領作用。
[0017]3、此外，本發(fā)明還有助于提高能源利用效率，并且保證可再生能源系統(tǒng)的穩(wěn)定供電，提高電網(wǎng)對關鍵用戶的供電可靠性，進而減小發(fā)電廠建設規(guī)模，從而獲得較好的經(jīng)濟環(huán)境效益。
[0018]以下將結合附圖對本發(fā)明的構思、具體結構及產(chǎn)生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明應用于110(35)kV變配電站低壓母線的主接線示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明電池儲能系統(tǒng)的電氣接線圖。
[0021]圖3為電池儲能系統(tǒng)接入110(35)kV變配電站的低壓母線時的接線圖。
[0022]圖4為將本發(fā)明電池儲能系統(tǒng)接在重要用戶出線時的電氣接線圖。
[0023]圖5為將本發(fā)明電池儲能系統(tǒng)接在應急母線時的電氣接線圖。
[0024]圖6為本發(fā)明電池儲能系統(tǒng)的電氣原理圖。
[0025]圖7為本發(fā)明電池儲能系統(tǒng)的電氣控制電路圖。
[0026]圖8為本發(fā)明儲能系統(tǒng)用作削峰填谷時的效果仿真圖。
[0027]附圖標記說明:110kV變配電站1、降壓變壓器2、出線開關柜3、
[0028]電池儲能系統(tǒng)4、PCS裝置41、AC/DC變流器411、濾波器412、蓄電池組42、升壓變壓器43、
[0029]變壓器Tl、變壓器tl、開關柜Al、開關柜B1、出線開關柜a2、出線開關柜an、1kV引線柜S1、
[0030]出線開關柜al、出線電纜Ial、出線開關柜b1、出線電纜Ib1、1kV出線開關柜S1、開關柜Sal、開關柜Sbl
【具體實施方式】
[0031]下面舉出較佳實施例，并結合附圖來更清楚完整地說明本發(fā)明。
[0032]實施例1
[0033]有鑒于目前該領域缺乏儲能系統(tǒng)接入變配電站的方案研宄，本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的:
[0034]儲能技術主要作用是實現(xiàn)電能的儲存和釋放。電池儲能(電化學儲能)技術具有能量密度較高、使用壽命長、循環(huán)次數(shù)較多等特點，在電子設備、電動工具電源、電動汽車、儲能電站以及其它儲能領得到了廣泛應用。
[0035]電池儲能系統(tǒng)的最大容量可達麗級，隨著電池儲能系統(tǒng)規(guī)?；?、國產(chǎn)化，其成本較以往大幅度降低，在電網(wǎng)中亦呈現(xiàn)出良好的應用前景。MW級儲能系統(tǒng)在電網(wǎng)中的應用主要包括如下幾方面:作為應急備用電源、提高用戶供電可靠性和電能質(zhì)量、削峰填谷、平抑新能源發(fā)電的出力波動。
[0036]根據(jù)電網(wǎng)設計規(guī)定，1kV電壓等級用戶變配電站的變壓器裝接容量在250?6300kVA之間，重要用戶一般情況下由兩路及以上獨立回路供電，每回線路各供一半負荷，約150kW?:MW，而從110 (35) kV變配電站直接出線的用戶一般負荷較大，因此儲能容量一般應在MW級，具體需求容量按重要用戶負荷大小而定。
[0037]根據(jù)運行策略及電池容量選擇的不同，電池儲能系統(tǒng)接入變、配電站可采用多種接入系統(tǒng)的方式。下面，將電池儲能系統(tǒng)用作變配電站應急電源或用于變配電站負荷的削峰填谷時，接入110(35)kV變配電站低壓側母線的出線柜為例，來詳細說明本發(fā)明的第一種接入方案。
[0038]圖1所示為110(35)kV變配電站低壓母線主接線示意圖。如圖1所示，某現(xiàn)有電網(wǎng)IlOkV變配電站I對應不同的主變?nèi)萘?40MVA、50MVA、80MVA，所述變配電站配有2?3臺降壓變壓器2，并通過降壓變壓器向變配電站的低壓側供電。假定每臺所述降壓變壓器2的低壓側母線分別有12、14、16回出線，則通常的，每回出線經(jīng)出線開關柜3引出送至負荷側(用戶)。
[0039]圖2為電池儲能系統(tǒng)的電氣接線圖。如圖2所示，本發(fā)明的所述電池儲能系統(tǒng)4，包括:一用于輸出直流電信號的蓄電池組42、一用于將直流電轉換為三相交流電的DC/AC變流器(置于一 PCS裝置41內(nèi)，PCS裝置，power convers1n system，是儲能電池和電網(wǎng)系統(tǒng)之間連接的主要設備)及一用于升壓的升壓變壓器43，所述蓄電池組42經(jīng)所述DC/AC變流器接入所述升壓變壓器43的低壓側(即由蓄電池輸出的直流電信號經(jīng)過變流器轉換為合格的三相交流電信號，就可以接入變壓器低壓側了)，并且通過所述升壓變壓器43接入所述變配電站I的1kV —段電網(wǎng)。
[0040]其中，PCS裝置的主要任務是進行交直流電源的可控轉換。PCS裝置只需選擇容量購買采用現(xiàn)有技術中已公知的市售的蓄電池和與其配套的PCS裝置設備即可。
[0041]如圖6和圖7所示，常見的PCS裝置的構成系統(tǒng)包括:DC/AC(直流/交流)雙向變流系統(tǒng)、電池充放電接口、濾波環(huán)節(jié)等。根據(jù)PCS系統(tǒng)復雜程度的不同，還可以加入其它的反饋、控制環(huán)節(jié)。“蓄電池組”通常由許多電池串并聯(lián)組成，PCS裝置中的DC/AC變流器411，例如三相PWM逆變器，是由許多電力電子元器件(如晶閘管等)串并聯(lián)組成，PCS裝置中的“濾波器412(也稱LC濾波器)”由許多電感(L)和電容(