基于磷酸铁锂电池的兆瓦级微网储能电站制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于磷酸铁锂电池的兆瓦级微网储能电站，包括主控制器、n个储能单元和双向逆变器；各个储能单元均包括若干个电池模组、储能单元管理模块BCU和DC/DC变流器，各个电池模组均包括电池模组管理模块BMU和m个磷酸铁锂电池；所述主控制器分别与各个储能单元管理模块BCU电连接，电池模组管理模块BMU分别与各个磷酸铁锂电池、DC/DC变流器和各个储能单元管理模块BCU电连接，DC/DC变流器与双向逆变器电连接。本实用新型专利技术具有如下有益效果：本实用新型专利技术的储能电池是磷酸铁锂电池，具有安全性并能延长循环寿命；DC/DC变流器与双向逆变器进行交流转换，提高了转换效率。

Megawatt microgrid energy storage power station based on LiFePO4 battery

The utility model discloses a megawatt-level microgrid energy storage power station based on lithium iron phosphate batteries, which comprises a main controller, n energy storage units and bidirectional inverters; each energy storage unit includes several battery modules, energy storage unit management module BCU and DC/DC converter, and each battery module includes battery module management module BMU. The main controller is electrically connected with each energy storage unit management module BCU, the battery module management module BMU is electrically connected with each lithium iron phosphate battery, DC/DC converter and each energy storage unit management module BCU, and the DC/DC converter is electrically connected with two-way inverters. The utility model has the following beneficial effects: the energy storage battery of the utility model is lithium iron phosphate battery, which has safety and can prolong cycle life; DC/DC converter and bidirectional inverters are converted alternately, and the conversion efficiency is improved.

【技术实现步骤摘要】
基于磷酸铁锂电池的兆瓦级微网储能电站
本技术涉及电学
，尤其是涉及一种能够提高安全性，延长电池循环寿命，提高转换效率的基于磷酸铁锂电池的兆瓦级微网储能电站。
技术介绍
储能系统已被视为电力生产过程中“采-发-输-配-用-储”六大环节中的一个重要组成部分。系统中引入储能环节后，可以有效地进行需求侧管理，削峰平谷，平滑负荷，可以更有效的利用电力设备，降低供电成本，还可以促进可再生能源的应用，同时也是提高电力系统运行稳定性、调整频率的一种手段。所以，采用储能技术对智能电网的建设具有重大的战略意义。目前，以铅酸、铅碳电池为储能的微网，单体能量密度仅40Wh/kg，对环境有严重污染；梯次利用的电池一致性偏差较大，只适用于小型储能系统；钴系、锰系锂电池容易出现热失控，存在安全隐患，无法用于大型储能系统；钛酸锂电池虽然有极高的安全性和寿命，但是电压平台较低在1.65V，组合的成本较大，且未规模化生产。电池放电呈曲线平台，直接接入逆变器，其转换效率随电压变化而变化，不能保持在逆变器的最高转换效率。
技术实现思路
本技术为了克服现有技术中存在的无法用于大型储能系统，转换效率不确定和存在环境污染的不足，提供了一种能够提高安全性，延长电池循环寿命，提高转换效率的基于磷酸铁锂电池的兆瓦级微网储能电站。为了实现上述目的，本技术采用了以下技术方案：一种基于磷酸铁锂电池的兆瓦级微网储能电站，包括主控制器、n个储能单元和双向逆变器；各个储能单元均包括若干个电池模组、储能单元管理模块BCU和DC/DC变流器，各个电池模组均包括电池模组管理模块BMU和m个磷酸铁锂电池；所述主控制器分别与各个储能单元管理模块BCU电连接，电池模组管理模块BMU分别与各个磷酸铁锂电池、DC/DC变流器和各个储能单元管理模块BCU电连接，DC/DC变流器与双向逆变器电连接。本技术以磷酸铁锂电池作为微网的储能设备，使用分布式的电源管理系统，通过DC/DC变流器与双向逆变器两级变流器实现储能微网，以达到对光伏、风能等清洁能源储存，电网削峰填谷，工业备用电源的功能。作为优选，还包括报警装置和与各个DC/DC变流器连接的开关；各个开关分别与双向逆变器电连接，报警装置和各个开关均与主控制器电连接。作为优选，各个电池模组还包括均衡模块，所示均衡模块分别与电池模组管理模块BMU和各个磷酸铁锂电池电连接。作为优选，所述报警装置包括蜂鸣器、限流电路、续流电感L和开关电路；蜂鸣器的一端接地，蜂鸣器的另一端连接在限流电路的一端上，限流电路的另一端连接在续流电感L的一端上，续流电感L的另一端连接在开关电路的一端上，开关电路的另一端连接在电源上，开关电源的控制端与主控制器电连接。作为优选，限流电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R5和三极管Q2；开关电路包括电阻R1、电阻R2和三极管Q1；电阻R1的一端与主控制器电连接，电阻R1的另一端与三极管Q1的基极连接，电阻R2的一端与三极管Q1的基极连接，电阻R2的另一端与三极管Q1的发射极连接，三极管Q1的发射极与VCC电源连接，三极管Q1的集电极与续流电感L的一端连接，续流电感L的另一端与三极管Q2的集电极连接，电阻R3的一端与三极管Q2的集电极连接，电阻R3的另一端与三极管Q2的基极连接，电阻R4的一端与三极管Q2的基极连接，电阻R4的另一端与蜂鸣器的正极连接，电阻R5的一端与三极管Q2的发射极连接，电阻R5的另一端与蜂鸣器的正极连接，蜂鸣器的负极与GND接地端连接。作为优选，n为5至100，m为1至12。因此，本技术具有如下有益效果：本技术的各个储能单元分别与双向逆变器电连接，保证后端负载可正常工作；本技术的储能电池是磷酸铁锂电池，具有安全性并能延长循环寿命；DC/DC变流器与双向逆变器进行交流转换，提高了转换效率。附图说明图1是本技术的一种系统框图；图2是本技术的报警装置的一种电路图。图中：主控制器1、储能单元2、双向逆变器3、报警装置4、开关5、电池模组21、储能单元管理模块BCU22、DC/DC变流器23、蜂鸣器41、限流电路42、开关电路43、电池模组管理模块BMU211、磷酸铁锂电池212、均衡模块213。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本技术做进一步描述：如图1所示的实施例是一种基于磷酸铁锂电池的兆瓦级微网储能电站，包括主控制器1、5个储能单元2、500KW的双向逆变器3、报警装置4和5个开关5；各个储能单元均包括15个13.8KW的电池模组21、储能单元管理模块BCU22和DC/DC变流器23，各个电池模组均包括电池模组管理模块BMU211、12个3.2V、360Ah的磷酸铁锂电池212和均衡模块213；所述主控制器分别与各个储能单元管理模块BCU、报警装置和各个开关电连接，电池模组管理模块BMU分别与各个磷酸铁锂电池、DC/DC变流器、各个储能单元管理模块BCU和均衡模块电连接，均衡模块与各个磷酸铁锂电池电连接，双向逆变器分别与各个开关和DC/DC变流器电连接。如图2所示，报警装置包括蜂鸣器41、限流电路42、续流电感L和开关电路43；蜂鸣器的一端接地，蜂鸣器的另一端连接在限流电路的一端上，限流电路的另一端连接在续流电感L的一端上，续流电感L的另一端连接在开关电路的一端上，开关电路的另一端连接在电源上，开关电源的控制端与主控制器电连接。其中，限流电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R5和三极管Q2；开关电路包括电阻R1、电阻R2和三极管Q1；电阻R1的一端与MCU电连接，电阻R1的另一端与三极管Q1的基极连接，电阻R2的一端与三极管Q1的基极连接，电阻R2的另一端与三极管Q1的发射极连接，三极管Q1的发射极与VCC电源连接，三极管Q1的集电极与续流电感L的一端连接，续流电感L的另一端与三极管Q2的集电极连接，电阻R3的一端与三极管Q2的集电极连接，电阻R3的另一端与三极管Q2的基极连接，电阻R4的一端与三极管Q2的基极连接，电阻R4的另一端与蜂鸣器的正极连接，电阻R5的一端与三极管Q2的发射极连接，电阻R5的另一端与蜂鸣器的正极连接，蜂鸣器的负极与GND接地端连接。本技术的充电过程：电网或者情节能源的电能经过500KW的双向逆变器，电流统一转换成直流电流，再经过DC/DC交流器，使用脉冲宽度调制技术升压到储能所需的充电电压后，对各个储能单元的磷酸铁锂电池进行充电。本技术的放电过程：各个磷酸铁锂电池储存的电能经过DC/DC交流器，使输出电压能够保证500KW的双向逆变器保持在最大工作效率，再经过500KW的双向逆变器逆变成380V的交流电，提供给负载。当储能电力不足或者电网处于谷电时，电网经过双向逆变器直接给负载供电；当其中一个储能单元出现故障时，报警装置工作，将故障信息传递给主控制器，蜂鸣器发出提示声，主控制器接收报警信息，并通过控制储能单元管理模块BCU切断出现故障那一路的储能单元接入系统，由其他4路储能单元供电，在排除故障后再次接入系统；当系统故障或者需要检修时，通过开关将储能单元与电网隔离，电网直接向负载供电。应理解，本实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。此外应理解，在阅读了本技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于磷酸铁锂电池的兆瓦级微网储能电站，其特征在于，包括主控制器(1)、n个储能单元(2)和双向逆变器(3)；各个储能单元均包括若干个电池模组(21)、储能单元管理模块BCU(22)和DC/DC变流器(23)，各个电池模组均包括电池模组管理模块BMU(211)和m个磷酸铁锂电池(212)；所述主控制器分别与各个储能单元管理模块BCU电连接，电池模组管理模块BMU分别与各个磷酸铁锂电池、DC/DC变流器和各个储能单元管理模块BCU电连接，DC/DC变流器与双向逆变器电连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于磷酸铁锂电池的兆瓦级微网储能电站，其特征在于，包括主控制器(1)、n个储能单元(2)和双向逆变器(3)；各个储能单元均包括若干个电池模组(21)、储能单元管理模块BCU(22)和DC/DC变流器(23)，各个电池模组均包括电池模组管理模块BMU(211)和m个磷酸铁锂电池(212)；所述主控制器分别与各个储能单元管理模块BCU电连接，电池模组管理模块BMU分别与各个磷酸铁锂电池、DC/DC变流器和各个储能单元管理模块BCU电连接，DC/DC变流器与双向逆变器电连接。2.根据权利要求1所述的基于磷酸铁锂电池的兆瓦级微网储能电站，其特征在于，还包括报警装置(4)和与各个DC/DC变流器连接的开关(5)；各个开关分别与双向逆变器电连接，报警装置和各个开关均与主控制器电连接。3.根据权利要求1所述的基于磷酸铁锂电池的兆瓦级微网储能电站，其特征在于，各个电池模组还包括均衡模块(213)，所示均衡模块分别与电池模组管理模块BMU和各个磷酸铁锂电池电连接。4.根据权利要求2所述的基于磷酸铁锂电池的兆瓦级微网储能电站，其特征在于，所述报警装置包括蜂鸣器(41)、限流电路(42)、续流电感L和开关电路(43)；蜂鸣器...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵峰，赵茂荣，许丹丹，
申请(专利权)人：杭州金马新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33