一种采用钠离子电池和飞轮储能的光储网充供电系统技术方案

本实用新型专利技术为一种采用钠离子电池和飞轮储能的光储网充供电系统，属于电力系统领域；技术方案为：本系统包括：第一母线、光伏发电单元、化学电池单元、飞轮储能单元和应用端。第一母线与公共电网电连接；其中，第一母线与公共电网之间设置有变压器和变压器进线柜。光伏发电单元与第一母线电连接；化学电池单元与第一母线电连接；飞轮储能单元与第一母线电连接；应用端与第一母线电连接；其中，飞轮储能单元与应用端之间信号连接，飞轮储能单元被配置为接收应用端的电路导通或中断的信号，并根据电路导通或中断的信号进行储存电能或输出电能。路导通或中断的信号进行储存电能或输出电能。路导通或中断的信号进行储存电能或输出电能。

【技术实现步骤摘要】
一种采用钠离子电池和飞轮储能的光储网充供电系统


[0001]本技术为一种采用钠离子电池和飞轮储能的光储网充供电系统，属于电力系统领域。

技术介绍

[0002]随着钠离子电池技术成熟和产品成本下降，基于其低成本、高效储能以及安全性高的优点，中大型电池储能开始广泛应用。
[0003]在小区、工厂或者充电站等地，通过光伏发电、风力发电等将电能储存至电池中。在电力高峰时对外输电，电力低谷时存储电力，一方面可降低电力的成本，实现削峰填谷的目的，另一方面，大量布置电力储存系统，可便于电网调节，储存能量，对国家能源安全存在积极意义。
[0004]在一些电池储能系统中，负载端的用电量变化较大，因此，部分电池储能系统采用飞轮储能来平衡电池储能系统中的电压波动。目前，飞轮储能的运行和停止是通过感知电池储能系统的电压波动进行，因此，飞轮储能的反应相对负载端对电池储能系统的影响较为滞后，电池储能系统的依然存在较为明显的电压波动。电池储能系统长时间运行可能造成电池损坏和缩短寿命。

技术实现思路

[0005]本技术提出一种采用钠离子电池和飞轮储能的光储网充供电系统。
[0006]本技术提供的技术方案为：一种采用钠离子电池和飞轮储能的光储网充供电系统，包括：第一母线、光伏发电单元、化学电池单元、飞轮储能单元和应用端。其中，第一母线与公共电网电连接；其中，所述第一母线与所述公共电网之间设置有变压器和变压器进线柜，所述第一母线与所述变压器进线柜第一端电连接，所述变压器进线柜与所述变压器的低压侧电连接，所述变压器的高压侧与所述公共电网电连接。光伏发电单元与所述第一母线电连接；化学电池单元与所述第一母线电连接；飞轮储能单元与所述第一母线电连接；应用端与所述第一母线电连接；其中，所述飞轮储能单元与所述应用端之间信号连接，所述飞轮储能单元被配置为接收所述应用端的电路导通或中断的信号，并根据所述电路导通或中断的信号进行储存电能或输出电能。
[0007]优选地，所述飞轮储能单元包括：第一储能流变器、微电控制器和飞轮储能装置，所述第一储能流变器的一端与所述第一母线电连接，所述第一储能流变器的另一端与所述飞轮储能装置电连接，所述第一储能流变器的控制端与所述微电控制器信号输入端电连接，所述微电控制器的信号输出端与所述飞轮储能装置电连接。
[0008]优选地，所述应用端包括功率检测器，所述功率检测器与所述微电控制器通过无线信号或有线信号电连接，所述功率检测器被配置为检测应用端的输出功率，并上传至所述微电控制器。
[0009]优选地，所述功率检测器包括：霍尔电流传感器、霍尔电压传感器、第一微处理器
和第一通讯模块。其中，霍尔电流传感器设置于所述应用端的电流输出线上；霍尔电压传感器与所述霍尔电流传感器设置于所述应用端的同一个所述电流输出线上。第一微处理器与所述霍尔电流传感器和所述霍尔电压传感器电连接，第一通讯模块与所述微处理器电连接，所述通讯模块被配置为向所述微电控制器上传信号。
[0010]优选地，所述微电控制器包括：第二微处理器和第二通讯模块。第二微处理器与所述第一储能流变器通过串口连接，且与所述飞轮储能装置的信号输入端电连接。第二通讯模块与所述第二微处理器电连接，且所述第二通讯模块还与所述第一通讯模块信号连接。
[0011]优选地，所述化学电池单元包括：第二储能流变器和钠离子电池。第二储能流变器所述第二储能流变器的一端与所述第一母线电连接。钠离子电池所述第二储能流变器的另一端与所述钠离子电池电连接。
[0012]优选地，所述应用端包括充电桩。
[0013]本技术的一些优点和效果，在后续的描述中，结合具体使用场景进行阐述。
附图说明
[0014]图1为本技术提供的一种光储网充供电系统的电路示意图；
[0015]图2为本技术提供的另一种光储网充供电系统的电路示意图；
[0016]图3为本技术提供的另一种光储网充供电系统的具体结构图；
[0017]图4为本技术提供的应用端和飞轮储能单元的具体结构图。
[0018]图中：1为第一母线、2为光伏发电单元、3为化学电池单元、4为飞轮储能单元、5为应用端、6为变压器、7为第二母线、31为第二储能流变器、32为钠离子电池、41为第一储能流变器、42为微电控制器、43为飞轮储能装置、51为功率检测器、421为第二微处理器、422为第二通讯模块、511为霍尔电流传感器、512为霍尔电压传感器、513为第一微处理器、514为第一通讯模块。
具体实施方式
[0019]为进一步理解本技术，下面结合附图和实施例详细阐述：
[0020]如图1所示，一种采用钠离子电池和飞轮储能的光储网充供电系统在应用过程中，第一母线1的电压可以为0.4KV，第一母线1与变压器6的低压侧电连接，变压器6的高压侧与10KV的第二母线7电连接，其中，第二母线7与10KV的公共电网电连接，公共电网例如可以为国家电网。
[0021]在第一母线1上并接有光伏发电单元2、化学电池单元3、飞轮储能单元4和应用端5；可以实现将光伏发电单元2提供的电能传输至化学电池单元3、飞轮储能单元4以及公共电网。可以理解的是，本技术需要电力调度中心控制化学电池单元3和飞轮储能单元4充电和放电，以及第一母线1自公共电网取电和供电。
[0022]光伏发电单元2包括光伏电站以及光伏并网柜，其中光伏电站、光伏并网柜和第一母线1依次电连接，其中，光伏电站包括太阳能发电板，也就是说，光伏发电单元2包括太阳能发电板。
[0023]在小区的应用中，应用端5可以包括充电桩，例如可以是电动自行车的充电桩或电动汽车充电桩。随着快充技术发展，充电桩的电流越来越大，而大规模布置充电桩势必因为
更换充电车辆造成光储网充系统中的电流、电压波动性较大。对于光储网充系统的稳定性、正在充电的车辆以及化学电池单元3的寿命造成不良影响，甚至可能造成电池发热、自燃的情况。
[0024]另外，在电力充足时，光储网充系统可以优先向公共电网供电，即光储网充系统向国家电网输送电力。在电力不足时，光储网充系统可以采用公共电网提供的电力，公共电网的电压存在一定波动，随之对光储网充系统的电压形成一定影响。
[0025]为了稳定光储网充系统中电压和电流，光储网充系统还包括飞轮储能单元4，该飞轮储能单元4可实现在光储网充系统的电压和电流波动时，快速放电或充电，总体稳定光储网充系统中的电压和电流。
[0026]但实际，飞轮储能单元4是在光储网充系统的电压或电流存在波动后进行动作的，飞轮储能单元4的动作反应滞后于光储网充系统的电压或电流的变化。因此，光储网充系统的电压或电流总是在波动后再次达到稳定状态，也就是说，充电桩的输入电压和输入电流总是存在一定的波动，第一母线1上的电压和电流随之产生波动，对化学电池单元3、接收充电的设备（例如电动汽车、电动自行车等）均存在一定不良影响，减少电池寿命。
[0027]基于此，本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用钠离子电池和飞轮储能的光储网充供电系统，其特征在于，包括：第一母线，与公共电网电连接；其中，所述第一母线与所述公共电网之间设置有变压器和变压器进线柜，所述第一母线与所述变压器进线柜第一端电连接，所述变压器进线柜与所述变压器的低压侧电连接，所述变压器的高压侧与所述公共电网电连接；光伏发电单元，与所述第一母线电连接；化学电池单元，与所述第一母线电连接；飞轮储能单元，与所述第一母线电连接；应用端，与所述第一母线电连接；其中，所述飞轮储能单元与所述应用端之间信号连接，所述飞轮储能单元被配置为接收所述应用端的电路导通或中断的信号，并根据所述电路导通或中断的信号进行储存电能或输出电能。2.根据权利要求1所述的一种采用钠离子电池和飞轮储能的光储网充供电系统，其特征在于，所述飞轮储能单元包括：第一储能流变器、微电控制器和飞轮储能装置，所述第一储能流变器的一端与所述第一母线电连接，所述第一储能流变器的另一端与所述飞轮储能装置电连接，所述第一储能流变器的控制端与所述微电控制器信号输入端电连接，所述微电控制器的信号输出端与所述飞轮储能装置电连接。3.根据权利要求2所述的一种采用钠离子电池和飞轮储能的光储网充供电系统，其特征在于，所述应用端包括功率检测器，所述功率检测器与所述微电控制器通过无线信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：延春明，张彦生，刘勋，戈鹏，王明菊，王伟，罗振华，李沛然，任晓雪，
申请(专利权)人：山西新阳清洁能源有限公司，
类型：新型
国别省市：