专利名称：一种利用超级电容实施电力削峰填谷的节能方法
技术领域：
本发明涉及一种电网交流电存储技术，具体方式地说是一种利用超级电容实施 电力削峰填谷的节能方法，该装置适用于各种发电厂、输电网、送变电站以及各 个用电单位。
背景技术：
在日常民用、工业生产时， 一般用电高峰在白天，而在夜晚用电很少，这样出 现了 "白天电不够，晚上没人用"的情况，对电网冲击大，而且也对电能造成了 浪费，忽高忽低的电压也损害设备。由于没有存储设施， 一旦用电所有的电能都 要从电厂发出，从送变电系统，到用户线路都承受着高负荷， 一旦中间有不堪承 受负荷的情况出现，就会严重影响下游的用电。
针对以上情况供电系统提出了 "峰谷分时电价"政策，白天用电高峰实行高电 价限制用电，夜间用电低谷实行低电价鼓励用电。尽管实行了该政策，但是人们 日常的作息是无法改变的，分时电价作用很小，很多地方为了保证用电不得不依 然采取拉闸限电的措施，影响了正常的工作和生产。如果新上电厂、电网增加了 很多投入，晚上却依然闲置产能，造成很大浪费。
这样，电厂白白增加了投入，却依然满足不了工业民用白天的用电，而夜间依 然闲置着发电能力，是一种浪费。用户在高峰时期用电，又缴纳了加价的电费， 也是一种浪费。
目前已知的蓄能方法有提水蓄能、压缩空气蓄能、蓄电池蓄能、电解水生产氢 气蓄能，上述各种方式都是利用电网用电低谷时廉价的电能变成容易存储的能量 存储起来，到用电高峰时段再用来发电
如提水蓄能，就是将低水位的水提到高水位的水库中蓄存起来，到用电高峰时， 利用水位差驱动水轮机发电；
如压縮空气蓄能，是利用电厂的用电低谷时段的廉价电能驱动空气压缩机将空 气压缩或液化，到用电高峰时，再利用压縮空气驱动发动机工作继而带动发电机 发电；
蓄电池蓄能，是利用电厂的用电低谷时段的廉价电能，通过整流充入蓄电池， 到用电高峰时，再利用逆变器将蓄电池中的直流电变成交流电送入电网；
电解水生产氢气蓄能，是是利用电厂的用电低谷时段的廉价电能通过整流变成 直流电，用直流电电解水产生氢气和氧气，将氢气和氧气压缩充入气瓶存储起来，到用电高峰时利用氢燃料电池发电，再经逆变器变成交流电送入电网。
上述各种蓄能方式都不是很理想，普遍存在，成本高、占地面积大，安全性和
使用寿命不能保证，比如提水蓄能需要有大容量的高水位蓄水池和低水位蓄水池
的地理环境，不易被普遍推广应用。
压缩空气蓄能，需要建设大容量储气罐，加工工艺难度和成本价格都可想而知。 蓄电池蓄能，目前广泛使用的镍镉电池，锂离子电池，铅酸蓄电池，而镍镉电
池，锂离子电池，铅酸蓄电池，不仅寿命短，最多只能充放600次，且不能完全
放电，废弃的电池废液还会对环境有巨大污染。
电解水生产氢气蓄能，不仅要考虑气体存储问题，还要考虑安全性。
发明内容
本发明的目的是克服现有蓄能技术的不足，提供一种使用超级电容的电力削峰 填谷节电装置。
本发明的使用超级电容的电力削峰填谷装置，是按以下方式实现的，利用超 级电容器模块阵列组成大容量蓄电设备，通过逆变器和整流器连接检测控制切换 模块并入市电电网，检测控制切换模块即时检测电网供电状态，夜间用电低谷时， 检测控制切换模块将电网低价电能接入，通过整流充入超级电容器模块阵列存储 起来即时实施市电电网填谷；白天用电高峰时，检测控制切换模块检测到用电高 峰即时将逆变器转换成的交流电接入市电电网，对市电电网进行电能补充实施市 电电网削峰。
本发明的有益效果是采用超级电容做关键存储元件，突破了直流蓄电池的使 用寿命限制，超级电容在其额定电压范围内可以被充电至极限内的任意电位，且 可以完全放出。而电池则受自身化学反应限制工作在较窄的电压范围，如果过放 可能造成永久性破坏。存储系统采用了超级电容，可连续充放50万一IOO万次， 耐大电流放电，至少有几十年的使用寿命，不含有害金属，是环保产品，本发明 的具体结构，是由接入装置、旁路系统、变频转换系统、存储系统、定时/控制系 统组成，电流通过接入装置引到变频转换系统，再进入存储系统和旁路。
超级电容的荷电状态(S0C)与电压构成简单的函数，而电池的荷电状态则包 括多样复杂的换算。
超级电容与其体积相当的传统电容相比可以存储更多的能量，电池与其体积相 当的超级电容器相比可以存储更多的能量。在一些功率决定能量存储器件尺寸的 应用中，超级电容是一种更好的途径。
超级电容可以反复传输能量脉冲而无任何不利影响，相反如果电池反复传输高 功率脉冲其寿命大打折扣。
超级电容可以快速充放电而电池快速充放电则会受到损害。超级电容可以反复循环数十万次，而电池寿命仅儿百个循环 超级电容没有任何记忆效应。
低温下，超级电容电容量几乎没有衰减，而电池在低温下会衰减到标定容量的
60Q/o-70%。
电池使用的电解液对环境污染极大，而超级电容破损后几乎无污染。 本发明的方法和现有技术相比，具有设计合理，结构可靠，存储量大，真正主 动实现了削峰填谷，减轻了发电厂，送变电，用户的电路负荷，安全环保，自动 化程度高，为国家和用户都节约了资金的优点，具有很好的推广使用价值。
附图1为主动式超级电容节电装置的结构示意图；
具体实施例方式
参照说明书附图对本发明的利用超级电容实施电力削峰填谷的节能方法作以 下详细地说明。
本发明的利用超级电容实施电力削峰填谷的节能方法，是利用超级电容器模 块阵列组成大容量蓄电设备，通过逆变器和整流器连接检测控制切换模块并入市 电电网，检测控制切换模块即时检测电网供电状态，夜间用电低谷时，检测控制 切换模块将电网低价电能接入，通过整流充入超级电容器模块阵列存储起来即时 实施巿电电网填谷；白天用电高峰时，检测控制切换模块检测到用电高峰即时将 逆变器转换成的交流电接入市电电网，对市电电网进行电能补充实施市电电网削 峰。
本发明的利用超级电容实施电力削峰填谷的节能装置，其结构是由检测控制切 换模块、逆变器、整流器和超级电容储能模块阵列组成，检测控制切换模块设置 在逆变器和整流器之间，超级电容储能模块阵列分两路与逆变器和整流器连接。
检测控制切换模块是由电压、电流传感器、单片机和电力切换开关组成，电压、 电流传感器将市电电网的电压电流变化数据输送给单片机，单片机根据市电电网 的削峰填谷控制参数即时切换电网与逆变器和整流器的连接。
超级电容器模块阵列是至少两组超级电容器模块以并联或串联方式连接组成， 每组超级电容器模块是由至少是由1只超级电容器组成。
系统可以设置有旁路，在储电同时也向下游供电，不影响下游使用。由检测控 制切换模块决定开关旁路。
本发明，对国家电网真正主动的实现厂削峰填谷，节约了国家巨额资金，减少 了电网冲击，对用户节约了电费，净化了电源，保护了设备。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
权利要求
1、一种利用超级电容实施电力削峰填谷的节能方法，其特征在于，利用超级电容器模块阵列组成大容量蓄电设备，通过逆变器和整流器连接检测控制切换模块并入市电电网，检测控制切换模块即时检测电网供电状态，夜间用电低谷时，检测控制切换模块将电网低价电能接入，通过整流充入超级电容器模块阵列存储起来即时实施市电电网填谷；白天用电高峰时，检测控制切换模块检测到用电高峰即时将逆变器转换成的交流电接入市电电网，对市电电网进行电能补充实施市电电网削峰。
2、 一种利用超级电容实施电力削峰填谷的节能装置，其特征在于，包括检测 控制切换模块、逆变器、整流器和超级电容储能模块阵列，检测控制切换模块设 置在逆变器和整流器之间，超级电容储能模块阵列分两路与逆变器和整流器连接。
3、 根据权利要求2的的节能装置，其特征在于，检测控制切换模块是由电压、 电流传感器、单片机和电力切换开关组成，电压、电流传感器将市电电网的电压 电流变化数据输送给单片机，单片机根据市电电网的削峰填谷控制参数即时切换 电网与逆变器和整流器的连接。
4、 根据权利要求2的的节能装置，其特征在于，超级电容器模块阵列是至少 两组超级电容器模块以并联或串联方式连接组成，每组超级电容器模块是由至少 是由1只超级电容器组成。
全文摘要
本发明提供一种利用超级电容实施电力削峰填谷的节能方法，该方法是利用超级电容器模块阵列组成大容量蓄电设备，通过逆变器和整流器连接检测控制切换模块并入市电电网，检测控制切换模块即时检测电网供电状态，夜间用电低谷时，检测控制切换模块将电网低价电能接入，通过整流充入超级电容器模块阵列存储起来即时实施市电电网填谷；白天用电高峰时，检测控制切换模块检测到用电高峰即时将逆变器转换成的交流电接入市电电网，对市电电网进行电能补充实施市电电网削峰。本发明的方法和现有技术相比，具有设计合理，结构可靠，存储量大，真正主动实现了削峰填谷，减轻了发电厂，送变电，用户的电路负荷，安全环保，自动化程度高，为国家和用户都节约了资金的优点，具有很好的推广前景。
文档编号H02J3/01GK101562343SQ200910015008
公开日2009年10月21日 申请日期2009年4月29日 优先权日2009年4月29日
发明者赵昊升 申请人:赵昊升