電池儲(chǔ)能調(diào)峰裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及電力領(lǐng)域，尤其涉及電池儲(chǔ)能調(diào)峰裝置。包含電源接口，電源接口連接測量單元，測量單元連接電感器，所述電感器連接斬波模塊，斬波模塊連接電池，電池為蓄電池。采用如上技術(shù)方案的本實(shí)用新型，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)有如下有益效果：對(duì)于用戶，能夠利用不同時(shí)段電價(jià)的差別，多消耗谷電、少使用峰電，拉低平均電價(jià)，節(jié)約使用成本；對(duì)于供電局，能夠?qū)崿F(xiàn)更平均的負(fù)荷需求，谷電需求增加、峰電需求減少，減少電站容量的浪費(fèi)，減少發(fā)電企業(yè)的能源浪費(fèi)，減少電力系統(tǒng)的重復(fù)建設(shè)和重復(fù)投資。
【專利說明】
電池儲(chǔ)能調(diào)峰裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電力領(lǐng)域，尤其涉及電池儲(chǔ)能調(diào)峰裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)可以分為供給側(cè)和需求側(cè)，供給側(cè)是指發(fā)電企業(yè)和輸電網(wǎng)絡(luò)，需求側(cè)是指用戶端變電所后端的各個(gè)用電支路。需求側(cè)的需求量之和決定了供給側(cè)的最佳供應(yīng)量，供給量最好是恰好等于需求量，但需求量是不斷變化的，由于季節(jié)、時(shí)段的變化，電力需求呈現(xiàn)明顯的波動(dòng)性，且有一定規(guī)律。例如民用建筑，在春季、秋季的深夜用電功率一般很小，而在上午1?11點(diǎn)鐘的用電功率達(dá)到最大值;大量的建筑呈現(xiàn)相似的規(guī)律，使得城市的耗電功率呈現(xiàn)顯著的波動(dòng)規(guī)律。又如，隨著夏季最熱時(shí)段的到來，各建筑的中央空調(diào)使用量達(dá)到峰值，此峰值又會(huì)和每天的時(shí)段規(guī)律相疊加，造成夏季最熱時(shí)段上午10?11點(diǎn)鐘出現(xiàn)用電功率的最高峰。由于這種波動(dòng)規(guī)律，供給側(cè)為了應(yīng)付最大功率的時(shí)段，其發(fā)電和輸電容量都需要按照最大功率來設(shè)計(jì)，這樣就加大了電廠和輸電設(shè)施的設(shè)計(jì)容量，但在用電低谷時(shí)段處于使用率不足的狀態(tài)，一部分供電容量被浪費(fèi)，電廠的能源浪費(fèi)也比較嚴(yán)重。另一方面，在需求高峰時(shí)期甚至還需要運(yùn)行調(diào)峰電站，以應(yīng)對(duì)需求側(cè)的高峰，否則還要拉閘限電。在這種背景下，為了提高使用率以及節(jié)能降耗，供給側(cè)采取峰谷分時(shí)電價(jià)來鼓勵(lì)谷電時(shí)段的電力需求、限制峰值時(shí)段的電力需求。
[0003]電網(wǎng)供電的峰谷分時(shí)電價(jià)是將每天的時(shí)間劃分為尖峰、峰、平、谷四種時(shí)段，對(duì)各時(shí)段分別制定不同的電價(jià)水平，以鼓勵(lì)用戶削峰填谷，提高電力資源的利用效率。例如某特大城市的商業(yè)用電價(jià)格在上述各時(shí)段分別近似為:1.44元、1.32元、0.84元、0.38元。這樣做的初衷就是以利益誘導(dǎo)用戶盡可能的均衡用電，減少峰值時(shí)對(duì)電網(wǎng)的需求壓力，減少谷值時(shí)電力資源的浪費(fèi)。對(duì)于用戶而言，就可以選擇對(duì)自己有利的時(shí)段進(jìn)行用電，實(shí)施錯(cuò)峰用電。實(shí)行峰谷分時(shí)電價(jià)，體現(xiàn)了電能商品的時(shí)間差價(jià)，符合商品的價(jià)值規(guī)律。
[0004]然而，對(duì)于一般的電力用戶而言，并不能將削峰填谷做到最大程度，這是由生產(chǎn)、生活的客觀規(guī)律決定的。例如，商場的營業(yè)時(shí)段一定是以白天和前半夜為主，在深夜不會(huì)有較多用電需求。例如，化工廠的生產(chǎn)過程是持續(xù)的，不會(huì)因?yàn)榘滋炀蜁?huì)減緩生產(chǎn)過程，也就不能大幅度減少白天的用電量。例如，居民在深夜屬于休息時(shí)間，很難在深夜提尚用電量。由于需求側(cè)自身的規(guī)律，并且缺乏合理的手段和裝置，決定了需求側(cè)無法盡可能地利用峰谷電價(jià)之間的差異，無法做到最大程度的削峰填谷。由于這個(gè)限制因素，用戶仍然不能充分享受峰谷電價(jià)的好處，而電力供給側(cè)仍然需要應(yīng)對(duì)較大程度的波動(dòng)性。
[0005]本實(shí)用新型就是為解決上述問題而設(shè)計(jì)的，通過本裝置，有選擇性地實(shí)施充電和放電，在谷電時(shí)段充電、在峰電時(shí)段放電，實(shí)現(xiàn)削峰填谷。例如:某企業(yè)大廈安裝本裝置，在谷電(價(jià)格為0.38元)時(shí)段采用本裝置進(jìn)行充電，增加谷電時(shí)段對(duì)外部電網(wǎng)電能的需求;在尖峰(價(jià)格為1.44元)時(shí)段和峰電(價(jià)格為1.32元)時(shí)段對(duì)企業(yè)大廈的局部電網(wǎng)進(jìn)行并網(wǎng)供電，減少尖峰和峰電時(shí)段對(duì)外部電網(wǎng)的電能需求。
[0006]又如:家庭中使用本裝置，在谷電時(shí)段充電儲(chǔ)能，在峰電時(shí)段供應(yīng)一部分電能，拉低平均電價(jià)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]實(shí)用新型的目的:為了提供一種效果更好的電池儲(chǔ)能調(diào)峰裝置，具體目的見具體實(shí)施部分的多個(gè)實(shí)質(zhì)技術(shù)效果。
[0008]為了達(dá)到如上目的，本實(shí)用新型采取如下技術(shù)方案:
[0009]電池儲(chǔ)能調(diào)峰裝置，其特征在于，包含電源接口，電源接口連接測量單元，測量單元連接電感器，所述電感器連接斬波模塊，斬波模塊連接電池，電池為蓄電池。
[0010]本實(shí)用新型進(jìn)一步技術(shù)方案在于，所述電源接口是能夠與交流電網(wǎng)之間連接的連接接頭。
[0011]本實(shí)用新型進(jìn)一步技術(shù)方案在于，所述測量單元包含電壓測量結(jié)構(gòu)和電流測量結(jié)構(gòu)。
[0012]本實(shí)用新型進(jìn)一步技術(shù)方案在于，所述電壓測量結(jié)構(gòu)為電阻分壓電路；電流測量結(jié)構(gòu)為霍爾電流傳感器。
[0013]本實(shí)用新型進(jìn)一步技術(shù)方案在于，所述斬波模塊為直流交流轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。
[0014]本實(shí)用新型進(jìn)一步技術(shù)方案在于，所述直流交流轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)為全橋變換模塊電路。
[0015]本實(shí)用新型進(jìn)一步技術(shù)方案在于，所述直流交流轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)內(nèi)含的開關(guān)管采用IGBT0
[0016]本實(shí)用新型進(jìn)一步技術(shù)方案在于，還包含控制電路，所述控制電路連接測量單元和斬波模塊，所述控制電路采用74系列邏輯芯片和光耦實(shí)現(xiàn)脈沖輸出功能。
[0017]采用如上技術(shù)方案的本實(shí)用新型，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)有如下有益效果:對(duì)于用戶，能夠利用不同時(shí)段電價(jià)的差別，多消耗谷電、少使用峰電，拉低平均電價(jià)，節(jié)約使用成本;對(duì)于供電局，能夠?qū)崿F(xiàn)更平均的負(fù)荷需求，谷電需求增加、峰電需求減少，減少電站容量的浪費(fèi)，減少發(fā)電企業(yè)的能源浪費(fèi)，減少發(fā)電系統(tǒng)的重復(fù)建設(shè)和重復(fù)投資。
【附圖說明】
[0018]為了進(jìn)一步說明本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖進(jìn)一步進(jìn)行說明:
[0019]圖1為實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行說明，實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制:
[0021]電池儲(chǔ)能調(diào)峰裝置，其特征在于，包含電源接口，電源接口連接測量單元，測量單元連接電感器，所述電感器連接斬波模塊，斬波模塊連接電池，電池為蓄電池。本處的技術(shù)方案所起到的實(shí)質(zhì)的技術(shù)效果及其實(shí)現(xiàn)過程為如下:通過斬波模塊實(shí)現(xiàn)交流電轉(zhuǎn)換成為直流電并存儲(chǔ)在電池中，進(jìn)一步的，還能實(shí)現(xiàn)直流電轉(zhuǎn)換成交流電并網(wǎng)輸出供戶內(nèi)利用，還可以分給電網(wǎng)其他部分。
[0022]本專利“電池儲(chǔ)能調(diào)峰裝置”提供并網(wǎng)供電、再充電能力，在峰值時(shí)采用電池逆變并網(wǎng)向局部電網(wǎng)供電，在谷值時(shí)又為電池充電以消耗電網(wǎng)的電能。通過本裝置實(shí)行削峰填谷，用戶無需改變自己的生活、工作規(guī)律，但能夠盡量實(shí)現(xiàn)削峰填谷的最大效益，同時(shí)，本裝置的大量應(yīng)用也能夠使電力需求更加均衡，充分利用電力設(shè)施，節(jié)能降耗，減少調(diào)峰電站的建設(shè)和使用，為電力部門創(chuàng)造較大價(jià)值。
[0023]本專利“電池儲(chǔ)能調(diào)峰裝置”由以下基本部分組成:電源接口、測量單元、電感器、斬波模塊、電池、控制電路、外殼。
[0024]工作原理:
[0025]電源接口:是本裝置與局部交流電網(wǎng)之間的連接器，本裝置通過電源接口連接到局部交流電網(wǎng)。能量傳遞的過程是雙向的，既可從局部電網(wǎng)取電，又可向局部電網(wǎng)供電。
[0026]測量單元:測量電網(wǎng)的實(shí)時(shí)電壓，并測量從電網(wǎng)取電、供電的實(shí)時(shí)電流，測量值以信號(hào)電壓的形式輸送到控制電路。優(yōu)選地，電壓測量采用電阻分壓的形式;電流測量采用霍爾電流傳感器的形式;都屬于既有成熟技術(shù)。
[0027]控制電路:根據(jù)實(shí)時(shí)反饋的電網(wǎng)電壓和取電、供電電流，輸出控制脈沖，用于指揮斬波模塊產(chǎn)生所需要的斬波輸出?？刂齐娐泛心M比較器芯片、74系列邏輯芯片、光耦、反相器芯片?？刂齐娐返墓δ苁菍⑤斎胼敵鲭娏骶S持在需要的數(shù)值附近，即實(shí)時(shí)控制本裝置與電網(wǎng)之間輸入輸出的電流。優(yōu)選地，控制電路采用模擬比較器芯片進(jìn)行電流的比較，其邏輯是這樣的:用來自測量電路的電網(wǎng)的電壓信號(hào)作為基準(zhǔn)量(主要是為了利用其中含有相位信息)，用來自測量電路的電流信號(hào)作為參比量，兩者通過模擬比較器芯片進(jìn)行比較，當(dāng)輸出電流偏大時(shí)，比較器芯片關(guān)斷，減小斬波的占空比，輸出電流隨之下降；當(dāng)輸出電流偏小時(shí)，比較器芯片開通，加大斬波占空比，輸出電流隨之上升;此過程持續(xù)進(jìn)行，電流維持在需要的數(shù)值附近，而且形成正弦波電流，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制。比較器芯片和相應(yīng)的比較電路屬于既有成熟技術(shù)。優(yōu)選地，模擬比較器的輸出再經(jīng)過74系列邏輯芯片進(jìn)行整形，然后送給光耦，光耦再實(shí)現(xiàn)15V左右的脈沖信號(hào)輸出到斬波模塊，該脈沖信號(hào)推動(dòng)斬波模塊中的各只IGBT的柵極，指揮斬波模塊工作。特殊地，當(dāng)反相器芯片起作用時(shí)，來自測量電路的電網(wǎng)電壓信號(hào)先經(jīng)過反相器芯片再給模擬比較器芯片，從而使得比較的基準(zhǔn)被反相，如此能夠產(chǎn)生反相的輸出脈沖，最終指揮斬波模塊產(chǎn)生反相的輸出電流。斬波模塊:斬波模塊實(shí)現(xiàn)電池直流電與電網(wǎng)交流電之間的相互轉(zhuǎn)換。該模塊含有直流正極、直流負(fù)極、斬波輸出極、IGBT脈沖信號(hào)接收柵極。直流正極和直流負(fù)極分別連接電池的正極和負(fù)極;斬波輸出極連接電感器。斬波模塊從直流電開始，通過頻繁的開關(guān)動(dòng)作，產(chǎn)生一組斬波輸出，以脈沖的形式輸出到電感器，斬波輸出的包絡(luò)為正弦波交流電，通過電感器過濾之后為較為平滑的正弦波交流電。斬波模塊的信號(hào)接收柵極接收來自控制電路的脈沖信號(hào)，并據(jù)此實(shí)施導(dǎo)通和關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)斬波輸出。斬波模塊對(duì)于電池的主要作用原理是:當(dāng)斬波模塊產(chǎn)生的交流電流與電網(wǎng)電壓相位相同時(shí)，電流和電壓的乘積為正數(shù)，也就是輸出功率為正數(shù)，此時(shí)電池通過直流正極和負(fù)極向斬波模塊供電，進(jìn)而向電網(wǎng)供電；反之，當(dāng)斬波模塊產(chǎn)生的交流電與電網(wǎng)電壓相位相反(相差180度相角)時(shí)，電流和電壓的乘積為負(fù)數(shù)，也就是輸出功率為負(fù)數(shù)，即電網(wǎng)向本裝置供電，此時(shí)電網(wǎng)通過斬波模塊向電池的正極和負(fù)極供電，也就是對(duì)電池充電。優(yōu)選地，斬波模塊采用全橋變換模塊電路。優(yōu)選地，斬波模塊內(nèi)含的開關(guān)管采用IGBT(隔離柵場效應(yīng)管)。優(yōu)選地，對(duì)于三相電網(wǎng)，斬波模塊中含有6只開關(guān)管。優(yōu)選地，對(duì)于單相電網(wǎng)，斬波模塊中含有4只開關(guān)管。
[0028]電感器:電感器對(duì)電流具有平滑作用，將斬波輸出脈沖平滑為正弦波交流電，實(shí)現(xiàn)充電電流和放電電流的平滑過程。電感器的電流經(jīng)過測量單元，經(jīng)由測量單元連接到電網(wǎng)，在經(jīng)過測量單元的過程中，電流被測量。電感器屬于既有成熟技術(shù)。優(yōu)選地，對(duì)于三相電網(wǎng)，電感器設(shè)計(jì)為三路;對(duì)于單相電網(wǎng)，電感器設(shè)計(jì)為兩路。優(yōu)選地，電感器采用環(huán)形磁芯和漆包線繞制。
[0029]電池:是儲(chǔ)能器具。電池的正極和負(fù)極分別連接在斬波電路的正極和負(fù)極上，通過斬波電路傳遞能量。當(dāng)斬波電路輸出的交流電(經(jīng)電感器濾波)與電網(wǎng)相位相同時(shí)，電能從電池傳遞給斬波電路，此時(shí)電池工作于放電狀態(tài)。當(dāng)斬波電路輸出的交流電(經(jīng)電感器濾波)與電網(wǎng)相位相反時(shí)，電能從斬波電路傳遞給電池，電池處于充電狀態(tài)。優(yōu)選地，電池采取多個(gè)電芯構(gòu)成電池組的形式。
[0030]外殼:本裝置配置外殼，用于承裝以上部件，并配置螺絲孔，用于將本裝置安裝在指定的位置上。
[0031]應(yīng)用例
[0032]1、家庭應(yīng)用
[0033]在家庭中安裝使用本裝置，連接單相電網(wǎng)(部分別墅連接三相電網(wǎng))。由于某些城市已經(jīng)實(shí)行智能電表和分段電價(jià)，通過本裝置在電價(jià)低的時(shí)段儲(chǔ)存電能，再在電價(jià)高的時(shí)段釋放電能，將平均電價(jià)拉低。通過大量家庭的使用，能夠影響電力需求，使之更加平穩(wěn)。
[0034]2、企業(yè)應(yīng)用
[0035]在企業(yè)中安裝多臺(tái)本裝置，同時(shí)使用，連接三相電網(wǎng)。通過本裝置在電價(jià)低的時(shí)段儲(chǔ)存電能，再在電價(jià)高的時(shí)段釋放電能，拉低平均電價(jià)，為企業(yè)創(chuàng)造價(jià)值。同時(shí)，能夠影響電力需求的均衡性，實(shí)現(xiàn)削峰填谷，為電力部門帶來較大價(jià)值。
[0036]開創(chuàng)性地，以上各個(gè)效果獨(dú)立存在，還能用一套結(jié)構(gòu)完成上述結(jié)果的結(jié)合。
[0037]以上結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果實(shí)現(xiàn)清晰，如果不考慮附加的技術(shù)方案，本專利名稱還可以是一種節(jié)能結(jié)構(gòu)。圖中未示出部分細(xì)節(jié)。
[0038]需要說明的是，本專利提供的多個(gè)方案包含本身的基本方案，相互獨(dú)立，并不相互制約，但是其也可以在不沖突的情況下相互組合，達(dá)到多個(gè)效果共同實(shí)現(xiàn)。
[0039]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該了解本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.電池儲(chǔ)能調(diào)峰裝置，其特征在于，包含電源接口，電源接口連接測量單元，測量單元連接電感器，所述電感器連接斬波模塊，斬波模塊連接電池，電池為蓄電池。2.如權(quán)利要求1所述的電池儲(chǔ)能調(diào)峰裝置，其特征在于，所述電源接口是能夠與交流電網(wǎng)之間連接的連接接頭。3.如權(quán)利要求1所述的電池儲(chǔ)能調(diào)峰裝置，其特征在于，所述測量單元包含電壓測量結(jié)構(gòu)和電流測量結(jié)構(gòu)。4.如權(quán)利要求3所述的電池儲(chǔ)能調(diào)峰裝置，其特征在于，所述電壓測量結(jié)構(gòu)為電阻分壓電路;電流測量結(jié)構(gòu)為霍爾電流傳感器。5.如權(quán)利要求1所述的電池儲(chǔ)能調(diào)峰裝置，其特征在于，所述斬波模塊為直流交流轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。6.如權(quán)利要求5所述的電池儲(chǔ)能調(diào)峰裝置，其特征在于，所述直流交流轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)為全橋變換模塊電路。7.如權(quán)利要求6所述的電池儲(chǔ)能調(diào)峰裝置，其特征在于，所述直流交流轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)內(nèi)含的開關(guān)管米用IGBT。8.如權(quán)利要求1所述的電池儲(chǔ)能調(diào)峰裝置，其特征在于，還包含控制電路，所述控制電路連接測量單元和斬波模塊，所述控制電路采用74系列邏輯芯片和光耦實(shí)現(xiàn)脈沖輸出功會(huì)K。
【文檔編號(hào)】H02J3/32GK205646839SQ201620390533
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月4日
【發(fā)明人】曾洪駿
【申請(qǐng)人】曾洪駿