接有儲(chǔ)能系統(tǒng)的變配電站的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種接有儲(chǔ)能系統(tǒng)的變配電站。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)電力的依賴程度越來(lái)越大。一方面，電網(wǎng)負(fù)荷迅速增長(zhǎng)，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(shí)電廠的建設(shè)規(guī)模必須滿足負(fù)荷高峰時(shí)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(méi)有煤炭、水能資源，風(fēng)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(shè)受到限制，本地電源容量不足，越來(lái)越倚重外來(lái)電力，安全穩(wěn)定問(wèn)題日益突出，當(dāng)對(duì)供電可靠性要求較高時(shí)，需要利用新的技術(shù)提高電網(wǎng)的供電可靠性。
[0004]為了滿足日益增長(zhǎng)的用電需求，減少發(fā)電廠的建設(shè)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(duì)關(guān)鍵用戶的供電可靠性，尋求技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行的儲(chǔ)能技術(shù)，對(duì)電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展極為重要。
[0005]現(xiàn)有的儲(chǔ)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(cè)出線間隔，而IlOkV及以上變配電站卻無(wú)配電功能。所以有必要進(jìn)行儲(chǔ)能元件在IlOkV及以下變配電站中的接入方案研宄，解決本領(lǐng)域技術(shù)人員一直以來(lái)無(wú)法解決的技術(shù)困擾。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型提供一種能接入IlOkV及以下變配電站，進(jìn)而為用戶側(cè)提供應(yīng)急電源、變地削峰填谷平滑變配電站負(fù)荷功能的一種接有儲(chǔ)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(guò)數(shù)臺(tái)降壓變壓器向低壓側(cè)(指變配電站的低壓側(cè))供電，每臺(tái)所述降壓變壓器的低壓側(cè)出線分別經(jīng)一出線開關(guān)柜引出接至用戶負(fù)荷側(cè)，其特點(diǎn)在于，所述變配電站的低壓側(cè)母線還連接一電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，所述電池儲(chǔ)能系統(tǒng)包括:一用于輸出直流電信號(hào)的蓄電池組、一用于將直流電轉(zhuǎn)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(cè)，并且通過(guò)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(shí)施例中，所述電池儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)一 1kV出線開關(guān)柜接入所述1kV —段電網(wǎng)的低壓側(cè)母線。本方案中，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可用來(lái)作為1kV—段電網(wǎng)的應(yīng)急電源或削峰填谷電源。
[0008]在一些實(shí)施例中，所述電池儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)一 1kV出線開關(guān)柜與所述1kV—段電網(wǎng)的用戶供電的出線端相連。本方案中，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可用來(lái)保證重要負(fù)荷的應(yīng)急供電。
[0009]在一些實(shí)施例中，所述電池儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)一 1kV出線開關(guān)柜接入一應(yīng)急母線，所述應(yīng)急母線分別通過(guò)一開關(guān)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。本方案中，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可用來(lái)同時(shí)保證兩段不同供電場(chǎng)所的應(yīng)急供電。
[0010]在一些實(shí)施例中，所述DC/AC變流器為一三相PWM逆變器。“三相PWM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(hào)處理芯片可以對(duì)其進(jìn)行控制。
[0011]在一些實(shí)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(shí)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(shí)完全適用于功率型儲(chǔ)能和能量型儲(chǔ)能的儲(chǔ)能電池。由于鈉硫電池以金屬鈉和單質(zhì)硫分別為陽(yáng)極和陰極，以beta—氧化鋁為電解質(zhì)，原材料豐富，價(jià)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(chǔ)能電池相比，鈉硫電池的原材料價(jià)格是最低廉的，而且相關(guān)的兀素儲(chǔ)量很尚，不存在價(jià)格不穩(wěn)定的因素。同時(shí)，納硫電池具有尚的比功率和比能量、溫度穩(wěn)定性以及無(wú)自放電等方面的突出優(yōu)勢(shì)，使得鈉硫電池成為目前最具應(yīng)用前景的儲(chǔ)能電池。
[0013]在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本實(shí)用新型各較佳實(shí)施例。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果:
[0015]1、首先，本實(shí)用新型的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可應(yīng)用于110(35)kV及以下電壓等級(jí)的變(配)站，起到為重要用戶提供應(yīng)急電源、就地削峰填谷平滑負(fù)荷的功能。
[0016]2、另外，本實(shí)用新型能使電池儲(chǔ)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(yīng)急電源、就地削峰填谷平滑變、配電站負(fù)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(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用于電網(wǎng)建設(shè)起到引領(lǐng)作用。
[0017]3、此外，本實(shí)用新型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(duì)關(guān)鍵用戶的供電可靠性，進(jìn)而減小發(fā)電廠建設(shè)規(guī)模，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益。
[0018]以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō)明，以充分地了解本實(shí)用新型的目的、特征和效果。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型應(yīng)用于110(35)kV變配電站低壓母線的主接線示意圖。
[0020]圖2為本實(shí)用新型電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的電氣接線圖。
[0021]圖3為電池儲(chǔ)能系統(tǒng)接入110(35)kV變配電站的低壓母線時(shí)的接線圖。
[0022]圖4為將本實(shí)用新型電池儲(chǔ)能系統(tǒng)接在重要用戶出線時(shí)的電氣接線圖。
[0023]圖5為將本實(shí)用新型電池儲(chǔ)能系統(tǒng)接在應(yīng)急母線時(shí)的電氣接線圖。
[0024]圖6為本實(shí)用新型電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的電氣原理圖。
[0025]圖7為本實(shí)用新型電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的電氣控制電路圖。
[0026]圖8為本實(shí)用新型儲(chǔ)能系統(tǒng)用作削峰填谷時(shí)的效果仿真圖。
[0027]附圖標(biāo)記說(shuō)明:110kV變配電站1、降壓變壓器2、出線開關(guān)柜3、
[0028]電池儲(chǔ)能系統(tǒng)4、PCS裝置41、DC/AC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(guān)柜Al、開關(guān)柜B1、出線開關(guān)柜a2、出線開關(guān)柜an、1kV引線柜S1、
[0030]出線開關(guān)柜al、出線電纜Ial、出線開關(guān)柜bl、出線電纜Ibl、1kV出線開關(guān)柜S1、開關(guān)柜Sal、開關(guān)柜Sbl
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面舉出較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖來(lái)更清楚完整地說(shuō)明本實(shí)用新型。
[0032]實(shí)施例1
[0033]有鑒于目前該領(lǐng)域缺乏儲(chǔ)能系統(tǒng)接入變配電站的方案研宄，本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0034]儲(chǔ)能技術(shù)主要作用是實(shí)現(xiàn)電能的儲(chǔ)存和釋放。電池儲(chǔ)能(電化學(xué)儲(chǔ)能)技術(shù)具有能量密度較高、使用壽命長(zhǎng)、循環(huán)次數(shù)較多等特點(diǎn)，在電子設(shè)備、電動(dòng)工具電源、電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能電站以及其它儲(chǔ)能領(lǐng)得到了廣泛應(yīng)用。
[0035]電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的最大容量可達(dá)麗級(jí)，隨著電池儲(chǔ)能系統(tǒng)規(guī)?；?、國(guó)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(yīng)用前景。MW級(jí)儲(chǔ)能系統(tǒng)在電網(wǎng)中的應(yīng)用主要包括如下幾方面:作為應(yīng)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(dòng)。
[0036]根據(jù)電網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)定，1kV電壓等級(jí)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(dú)立回路供電，每回線路各供一半負(fù)荷，約150kW?:MW，而從110 (35) kV變配電站直接出線的用戶一般負(fù)荷較大，因此儲(chǔ)能容量一般應(yīng)在MW級(jí)，具體需求容量按重要用戶負(fù)荷大小而定。
[0037]根據(jù)運(yùn)行策略及電池容量選擇的不同，電池儲(chǔ)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(chǔ)能系統(tǒng)用作變配電站應(yīng)急電源或用于變配電站負(fù)荷的削峰填谷時(shí)，接入110(35)kV變配電站低壓側(cè)母線的出線柜為例，來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的第一種接入方案。
[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(duì)應(yīng)不同的主變?nèi)萘?40MVA、50MVA、80MVA，所述變配電站配有2?3臺(tái)降壓變壓器2，并通過(guò)降壓變壓器向變配電站的低壓側(cè)供電。假定每臺(tái)所述降壓變壓器2的低壓側(cè)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(guān)柜3引出送至負(fù)荷側(cè)(用戶)。
[0039]圖2為電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的電氣接線圖。如圖2所示，本實(shí)用新型的所述電池儲(chǔ)能系統(tǒng)4，包括:一用于輸出直流電信號(hào)的蓄電池組42、一用于將直流電轉(zhuǎn)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(chǔ)能電池和電網(wǎng)系統(tǒng)之間連接的主要設(shè)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(cè)(即由蓄電池輸出的直流電信號(hào)經(jīng)過(guò)變流器轉(zhuǎn)換為合格的三相交流電信號(hào)，就可以接入變壓器低壓側(cè)了)，并且通過(guò)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(wù)是進(jìn)行交直流電源的可控轉(zhuǎn)換。PCS裝置只需選擇容量購(gòu)買采用現(xiàn)有技術(shù)中已公知的市售的蓄電池和與其配套的PCS裝置設(shè)備即可。
[0041]如圖6和圖7所示，常見的PCS裝置的構(gòu)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(fù)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