一种电化学储能单元辅助配电系统的制作方法

本技术涉及一种电化学储能单元辅助配电系统，属于电力工程电化学储能。

背景技术：

1、随着以“双高”电力系统不断发展，系统结构及稳定性呈现新的特征，一方面负荷及电源地域两极化的趋势更加明显，另一方面系统电压、频率稳定性问题面临新的挑战。以锂电子电池为代表的电化学储能凭借其“响应速度快、动态功率调节性强及电能存储效率高”等优势，在新能源发电电源侧、系统电网侧获得快速发展。其中预制舱式电化学储能具有单元模块化程度高、节约占地、施工及运维方便等一系列优点，是目前新能源场站配储及系统侧独立储能电站工程中的主流应用型式。

2、预制舱型式的储能单元由储能电池舱及pcs升压一体舱联合组成，自用电负荷包括电池及pcs通风冷却设备、蓄电池bms及汇流柜、安防、消防、交流侧电气保护控制及预制舱检修照明等，自用电负荷供电可靠性直接影响本储能单元及整个集电线路的安全稳定运行。另外单个储能单元自用电负荷容量通常为60-100kw，在大型储能电站中储能单元数量较多，储能系统自耗电远大于站内其余生产生活负荷，自用电负荷的供电方案也将极大影响工程建设成本。因此储能单元的自供电设计方案具有重要意义。

3、常规的预制舱储能单元的供电型式包括以下两种：一种为自供电方案，自pcs出口交流汇集母线引接辅助干变并设置低压配电箱，为储能单元内自用电负荷供电，同时在电池舱及pcs舱内分别设置ups电源系统，提高消防、安防及保护控制负荷的供电可靠性；另一种为集中配电方案，即在升压站内统一设置站用变及低压配电系统，各储能单元的辅助用电电源全部引自升压站内低压配电装置，就地电池舱及pcs舱内同样设置ups电源系统。由于大型储能电站中储能单元数量较多，储能区占地面积大，如采用集中配电方式电缆及敷设成本巨大，且备用变容量大幅增加后也会增大运行期间的容量电费。因此目前大型储能电站中多采用自供电方案。

4、但自供电方案仍存在以下问题：

5、1）根据设计及验收规范规定：预制舱式储能电站消防供电设计应符合一级消防供电的要求，即需采用双电源自动切换供电方式，自供电方案中消防负荷经ups供电，严格意义不满足双电源需求；

6、2）电池舱及pcs舱内ups容量通常为5kva，小容量ups使用寿命普遍较短，远小于电站设计寿命，后期更换及维护成本较大；

7、3）无外接电源情况下，电站首次投运及全站事故停电后储能系统复投时，蓄电池bms系统、预制舱内监控及照明以及升压变35kv侧开关控制均未上电，此时无法获取电池投运前状态，且必须依靠运维人员就地手动闭合高压开关，实际操控性差。

技术实现思路

1、本实用新型为解决上述技术问题，提供一种电化学储能单元辅助配电系统配电方案，设置b段双电源自动切换母线，可满足消防负荷供电的规范及验收要求；同时低压b段母线设置备用电源进线后，可解决传统自供电方案下电站首次投运及全站事故停电后储能系统复投时无法监控及远程操作的弊端。

2、为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

3、一种电化学储能单元辅助配电系统，包括预制舱式储能单元内设置的辅助干变和低压配电装置，以及外部备用电源系统；所述低压配电装置包括与储能单元辅助干变连接的低压a段母线和低压b段母线，外部备用电源系统包括升压站低压配电系统及就地备用电源分电屏；低压a段母线为预制舱通风冷却设备、正常照明及检修设备、低压b段母线工作进线提供电源；所述低压b段母线的负荷包括高压开关控制电源、bms电源、预制舱安防负荷、预制舱消防负荷及备用照明；低压b段母线进线设置双电源自动切换开关，备用电源引自本储能分区的就地备用电源分电屏，就地备用电源分电屏的电源取自升压站低压配电系统。

4、本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述预制舱式储能单元所有负荷正常运行时采用自供电型式，由储能单元辅助干变和低压配电装置供电。

5、本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述低压b段母线为双电源进线，主电源引自低压a段母线，备用电源引自就地备用电源分电屏。

6、本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述低压b段母线（3）进线采用ats对两路电源进行切换。

7、本实用新型技术方案的进一步改进在于：每个储能分区设置1-2面就地备用电源分电屏，为本储能分区内各储能单元提供备用电源。

8、本实用新型技术方案的进一步改进在于：基于低压b段母线下的负荷不经常及短时的工作特点，计算升压站站变容量时只需统计两个储能分区内的备用电源容量总和，避免站变容量无限增大。

9、由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：

10、本实用新型的预制舱式储能单元在正常运行时储能单元采用自供电型式，在保留自供电方案单元独立性强、在大型储能电站造价较低的优点的前提下，储能单元就地配电系统设置b段双电源自动切换母线，可满足消防负荷供电的规范及验收要求；同时低压b段母线设置备用电源进线后，可解决传统自供电方案下电站首次投运及全站事故停电后储能系统复投时无法监控及远程操作的弊端。

11、本实用新型结合储能单元需双电源供电负荷容量较小且储能厂区占地面积大的特点，在每个储能分区内设置备用电源就地分配柜，可极大减少备用电源上级配电、线缆及对应敷设成本。

12、本实用新型结合双电源供电负荷不经常、短时工作的特点，储能场站站变容量计算时只考虑两条集电线路下备用电源容量，在满足实际应用的同时可极大降低原有站用电系统的成本增加。

技术特征：

1.一种电化学储能单元辅助配电系统，其特征在于：包括预制舱式储能单元内设置的辅助干变（1）和低压配电装置，以及外部备用电源系统；所述低压配电装置包括与储能单元辅助干变（1）连接的低压a段母线（2）和低压b段母线（3），外部备用电源系统包括升压站低压配电系统（5）及就地备用电源分电屏（4）；低压a段母线（2）为预制舱通风冷却设备、正常照明及检修设备、低压b段母线（3）工作进线提供电源；所述低压b段母线（3）的负荷包括高压开关控制电源、bms电源、预制舱安防负荷、预制舱消防负荷及备用照明；低压b段母线（3）进线设置双电源自动切换开关，备用电源引自本储能分区的就地备用电源分电屏（4），就地备用电源分电屏（4）的电源取自升压站低压配电系统（5）。

2.根据权利要求1所述的一种电化学储能单元辅助配电系统，其特征在于：所述预制舱式储能单元所有负荷正常运行时采用自供电型式，由储能单元辅助干变（1）和低压配电装置供电。

3.根据权利要求1所述的一种电化学储能单元辅助配电系统，其特征在于：所述低压b段母线（3）为双电源进线，主电源引自低压a段母线（2），备用电源引自就地备用电源分电屏（4）。

4.根据权利要求3所述的一种电化学储能单元辅助配电系统，其特征在于：所述低压b段母线（3）进线采用ats对两路电源进行切换。

5.根据权利要求1所述的一种电化学储能单元辅助配电系统，其特征在于：每个储能分区设置1-2面就地备用电源分电屏（4），为本储能分区内各储能单元提供备用电源。

6.根据权利要求1所述的一种电化学储能单元辅助配电系统，其特征在于：基于低压b段母线下的负荷不经常及短时的工作特点，计算升压站站变容量时只需统计两个储能分区内的备用电源容量总和。

技术总结本技术公开了一种电化学储能单元辅助配电系统，包括预制舱式储能单元内配置的储能单元辅助干变和低压配电装置，以及外部备用电源系统；所述低压配电装置包括与储能单元辅助干变连接的低压A段母线和低压B段母线，低压A段母线为预制舱通风冷却设备、正常照明及检修设备、低压B段母线工作进线提供电源；低压B段母线设置双电源自动切换开关，备用电源引自本储能分区的就地备用电源分电屏；所述低压B段母线的负荷包括高压开关控制电源、BMS电源、预制舱安防负荷、预制舱消防负荷及备用照明，本技术可满足消防负荷供电的规范及验收要求，同时可解决电站首次投运及全站事故停电后储能系统复投时无法监控及远程操作的弊端。技术研发人员：张占龙,李杰,王杰,吕海勇,杨德全,任非凡受保护的技术使用者：中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司技术研发日：20231129技术公布日：2024/7/29