[实用新型]储能系统电池初始充电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种储能系统电池的初始充电方法以及变流器结构与控制方案。该方法可广泛应用于智能微网电池储能系统，风力发电场储能系统、光伏电站储能系统及其他储能系统或电站应用领域。

背景技术

随着人类社会能源需求总量的极速增长和日益污染的气候和环境问题，太阳能，风能等清洁可再生能源的利用日益增多，光伏电站，风力发电厂逐渐增多，由于太阳能、风能具有随机性和间歇性，使得光伏电站、风电场输出功率波动和不可控．随着越来越多大规模光伏电站、风电场并网运行，这种随机波动的输出功率对电网的安全稳定运行提出了严峻的挑战。利用储能技术配合光伏电站、风电场发电运行来平滑输出功率波动是常用方法之一，而电池具有大容量、反应速度快等优点广泛的应用于大规模储能系统中。

电池储能系统在具有规模大、反应速度快等优点的同时，也具有占地面积大、初始充电困难等缺点。其中电池初始充电功能在电池应用过程中至关重要。

发明内容

实用新型目的：本实用新型提供一种储能系统电池初始充电装置及方法，其目的是解决以往的电池初始充电成本高、时间长、体积大等缺点。

技术方案：本实用新型是通过以下技术方案实现的：

储能系统电池初始充电装置，其特征在于：该装置可以从零电压开始对电池进行充电，装置包括连接电路的变压器、变流器及电池；变压器通过第一接触器连接至变流器，变流器则通过并联的两条线路接至电池并与电池构成回路，所述并联的线路为限流电阻与第六接触器串联后再与第五接触器并联。

利用上述的储能系统电池初始充电装置锁实施的储能系统电池初始充电方法，电池的形式和种类不限。其特征在于：该方法的步骤如下：

该方法分为两个阶段：第一阶段为电池限流充电过程，在这个阶段中充电时间非常短，利用电池的浮充特性使电池产生容性，并且对电池电压进行钳位；在初始充电过程中为了防止产生过高的电流，选用初始充电限流电阻来进行限流，其初始充电限流电阻大小可以根据电池初始充电电流大小来确定，在分段式初始充电方法中电池初始充电电流的大小不影响电池初始充电效果；

第二阶段为恒功率充电模式，在这个阶段中利用储能变流器根据电池状态动态调整充电功率。

第一阶段：

 第一接触器（KM1）与第六接触器（KM6）吸合，经过变流器自然整流后，直流母线利用限流电阻（R21）限流，给电池一个嵌位电压，把电池电压拉升到指定电压；

根据电池的初始充电曲线，电池可以迅速达到该电流下的最大电压，在此阶段，利用可逆变流器单元对电池电压进行拉升，而主要不是对电池进行充电；

第二阶段：当对电池嵌位到指定电压后，利用变流器直接吸合第五接触器（KM5），在此过程中，保持第六接触器（KM6）的吸和状态；第五接触器（KM5）吸和后，将限流电阻（R21）短路，电池电压降瞬间达到变流器自然整流电压，在此过程中电池电流将迅速增大，达到电池在此时的最大电流；在这里利用变流器的迅速调整将电压稳定在已经形成的电压值并且进行限流运行操作，保证电池电流的阶跃变化在电池与变流器的额定范围内。

优点及效果：本实用新型提供一种储能系统电池初始充电装置，该装置包括连接电路的变压器、变流器及电池；变压器通过第一接触器KM1连接至变流器，变流器则通过并联的两条线路接至电池并与电池构成回路，所述并联的线路为限流电阻R21与第六接触器KM6串联后再与第五接触器KM5并联。

本实用新型节约初始充电部分成本、缩短初始充电时间、减小初始充电部分体积、提高电池使用寿命等，为用户提供低成本可靠的电池初始充电方案。

附图说明：

图1为分段式电池储能系统初始充电结构图；

图2为分段式电池储能系统实施事例电路图。

具体实施方式：下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

如图1所示，本实用新型提供一种储能系统电池初始充电装置，该装置包括连接电路的变压器、变流器及电池；变压器通过第一接触器KM1连接至变流器，变流器则通过并联的两条线路接至电池并与电池构成回路，所述并联的线路为限流电阻R21与第六接触器KM6串联后再与第五接触器KM5并联。

储能系统电池初始充电方法：

第一阶段：

 第一接触器KM1与第六接触器KM6吸合，经过变流器自然整流后直流侧为DC170V，利用限流电阻R21限流，电流很小20A左右，大小可能变化，给电池一个嵌位电压，例如：把电池电压拉升到20A时70V；