[发明专利]工业用户侧多功能电化学储能系统与运行控制方法

说明书

本发明提供了一种工业用户侧多功能电化学储能系统与运行控制方法，包括：第一隔离开关、第二隔离开关、双向晶闸管、旁路开关、LCL滤波器、三相逆变器和能量储存系统；外部的电网、第一隔离开关、双向晶闸管、第二隔离开关和外部的负荷依次连接；旁路开关设置于第一连接点与第二连接点之间；其中，电网和第一隔离开关通过第一连接点连接，双向晶闸管和第二隔离开关通过第二连接点连接；第二连接点、LCL滤波器、三相逆变器和能量储存系统依次连接；三相逆变器采用三电平二极管箝位型拓扑。可以降低电路谐波和纹波电流，减小需要的输出电感和滤波电容大小，降低纹波电流带来的损耗。

技术领域

本发明涉及储能技术领域，尤其是涉及一种工业用户侧多功能电化学储能系统与运行控制方法。

背景技术

随着现代电网技术的发展，储能技术逐渐被引入到电力系统中，由于其兼具电源与负荷的双重特性，既能通过在时间尺度上转移负荷来降低用户购电成本，也可以与光伏发电相结合，调节光伏出力，改善弃光问题。同时，储能系统也能够参与电能质量治理，通过储能系统提供有功功率、向电网注入功率等功能，解决电网中的电压暂降、谐波、电压不平衡等问题。目前，用户侧储能面向工业生产等应用场景已经得到了大规模应用。

然而，现有的基于储能的并联型电压暂降治理系统中，用户侧储能系统的功能较为单一，无法满足工业用户的多元用电需求；储能系统在投入电能质量治理、削峰填谷等应用时，频繁充放电缩短了电池使用寿命；大容量电化学储能系统在应用中存在能量均衡问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种工业用户侧多功能电化学储能系统与运行控制方法，以减少电压谐波和纹波电流，从而减小了所需要的输出电感和滤波电容大小，降低了纹波电流带来的损耗，治理电压暂降、谐波、三相不平衡等电能质量问题，提供无功补偿，并通过储能系统的模式切换实现削峰填谷的功能。

第一方面，本发明实施例提供了一种电化学储能系统，电化学储能系统的工作模式包括：电压质量治理模式、电流质量治理模式、充放电模式和待机模式；电化学储能系统包括：第一隔离开关、第二隔离开关、双向晶闸管、旁路开关、LCL滤波器、三相逆变器和能量储存系统；外部的电网、第一隔离开关、双向晶闸管、第二隔离开关和外部的负荷依次连接；旁路开关设置于第一连接点与第二连接点之间；其中，电网和第一隔离开关通过第一连接点连接，双向晶闸管和第二隔离开关通过第二连接点连接；第二连接点、LCL滤波器、三相逆变器和能量储存系统依次连接；三相逆变器采三电平二极管箝位型拓扑。

在本申请较佳的实施例中，上述能量储存系统为磷酸铁锂电池的储能系统，能量储存系统包括：电池簇和电池管理系统；其中，电池簇包括电池组和开关盒，电池组包括多个串联或并联的单体电池。

在本申请较佳的实施例中，上述电池管理系统包括：电池模组管理单元、电池簇管理单元和电池阵列管理单元；电池模组管理单元用于采集电池组的电芯数据，基于电芯数据确定电池组的基本状态，并基于电池组的基础状态控制电池组；电池簇管理单元用于获取多个电池模组管理单元发送的数据，基于多个电池模组管理单元发送的数据生成电池簇的数据，基于电池簇的数据确定电池簇的基本状态，并基于电池簇的基础状态控制电池簇；电池阵列管理单元用于获取多个电池簇管理单元发送的数据，基于多个电池簇管理单元发送的数据生成能量储存系统的数据，基于能量储存系统的数据确定电化学储能系统的基础状态，并基于能量储存系统的基础状态控制电化学储能系统。