专利名称：可再生能源储存及电网智能调峰系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种带有能源储存装置的电网调峰系统，特别是一种利用再生能 源的带有能源储存装置的电网调峰系统。
技术背景当前，世界各国已将减少碳排放和控制温室气体提到相当的高度。环顾全球，可再 生能源的利用，已作为各国的新兴清洁能源替代煤、油发电，并已呈迅猛发展势态。为了减 少碳排放，满足人们生活对电力的需求，加大可再生能源的利用迫在眉睫。现有技术的油、 煤、水储能电站，造价高，污染环境，起停时间长，不能及时用于电网调峰。水电储能电站用 于调峰，可供使用的资源有限。铅酸蓄电池由于有铅污染，其电池容量低、寿命短，不宜用作 新能源调峰系统使用。高容量铁镍电池重量比能量已突破60wh/kg，以无与伦比的性价比可 将电能大量地储存其中，且铁镍电池环保、安全、耐久、成本低、无记忆效应，可成为能源储 存装置及电网调峰的最佳选择。
发明内容本实用新型的目的是提供一种可再生能源储存及电网智能调峰系统，要解决的技 术问题是有效地储存可再生能源，以平衡电网负荷。本实用新型采用以下技术方案一种可再生能源储存及电网智能调峰系统，设有 自然能源转换装置，可再生能源经自然能源转换装置转换成电能，电能经多功能充电装置 充入铁镍电池储能系统，调峰控制器将铁镍电池储能系统存储的能量经逆变调频装置、变 压器输入电网或直接用电负载；所述自然能源转换装置为风能发电机、太阳能电池、海洋能 发电组件、地热能发电组件。本实用新型的电能经自然能源控制器、多功能充电装置充入铁镍电池储能系统； 所述调峰控制器将铁镍电池储能系统存储的能量经逆变调频装置、逆变输出控制器、变压 器、检测保护装置输入电网本实用新型的可再生能源储存及电网智能调峰系统设有检测监控中心，其对自然 能源控制器、多功能充电装置、铁镍电池储能系统、调峰控制器、逆变输出控制器和检测保 护装置的工作进行监控。本实用新型的自然能源控制器由一个以上接触器和过流保护电路组成，设置在控 制柜内，用于接通或断开自然能源转换装置与多功能充电装置的控制器。本实用新型的多功能充电装置将充电电流转换为充电电池的直流电，设有过流、 过压、欠压、过温保护装置。本实用新型的铁镍电池储能系统采用铁镍电池组，铁镍电池组由一个以上单体铁 镍电池串联后再并联组成储能铁镍电池单元，铁镍单体电池为上千安时的储能电池。本实用新型的调峰控制器为设置在控制柜中的一个以上接触器，接触器常开一端 接铁镍电池储能系统的铁镍电池输出单元，另一端接入逆变调频装置的输入端，接触器的控制线圈根据检测监控中心的控制指令通电和断电。本实用新型的逆变调频装置用于将电路输入的直流电变换为与电网同频率、同相 位的三相或单相交流电。本实用新型的逆变输出控制器采用交流接触器，交流接触器的控制线圈根据检测 监控中心的控制指令通电和断电。本实用新型的检测保护装置为具有隔离高压电源的保护开关柜，设有高压熔断 器、避雷器、带电显示装置。本实用新型与现有技术相比，将可再生能源、自然能源储存于铁镍电池储能系统 中，在无自然能源提供或电网负荷需要调整时，将铁镍电池储能系统中的电能提供给电网 平衡负荷，铁镍电池储能系统构成的电网智能调峰系统环保、清洁、实用，具有安全、高效、 占地紧凑、耐久适用、造价较低的特点。
图1是本实用新型的系统框图。图2是本实用新型实施例的结构示意图。图3是本实用新型实施例的充电储能及控制输出示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。如图1所示，本实用新 型的可再生能源储存及电网智能调峰系统，可再生能源经自然能源转换装置转换成电能， 电能经自然能源控制器JN、多功能充电装置充入铁镍电池储能系统，调峰控制器KN将铁镍 电池储能系统存储的能量经逆变调频装置、逆变输出控制器DN、变压器、检测保护装置EN 输入电网或直接用电负载。检测监控中心对自然能源控制器JN、多功能充电装置、铁镍电池 储能系统、调峰控制器KN、逆变输出控制器DN和检测保护装置EN的工作进行监控。检测监控中心从运行电网检测到电压或电流，折算出要补偿电网的电能，发出控 制指令，启动调峰控制器KN，将铁镍电池储能系统存储的能量输入逆变调频装置，再经逆变 输出控制器DN输入变压器升压，最后经检测保护装置EN送往电网调峰。检测监控中心采 用计算机监控自然能源控制器JN、逆变输出控制器DN和检测保护装置EN，当该三部份中任 一主电路出现异常，分别控制切断该三部份电源。如图2所示，自然能源转换装置为风能发电机、太阳能电池、海洋能发电组件、地 热能发电组件，由自然能源转换装置转换并输出的电能，经多功能充电装置变换为与铁镍 电池储能系统相符的电源，对铁镍电池储能系统充电。自然能源控制器是接通或断开自然能源转换装置与多功能充电装置的控制器开 关，由一个以上接触器和过流保护电路组成，设置在控制柜内，由检测监控中心控制接触器 的开启和闭合。当某个充电电路出现异常情况，过流保护电路可将该电路断开。多功能充电装置将充电电流转换为充电电池的直流电，同时设有过流、过压、欠 压、过温保护装置，由检测监控中心控制。当充电电路发生异常时，检测监控中心控制多功 能充电装置切断充电电源。所述检测监控中心显示各路充电装置电池的充电状况，同时对 充电可控。[0023]铁镍电池储能系统采用电池为高容量、超长寿命的铁镍电池组，铁镍电池组由一 个以上单体铁镍电池串联后再并联组成储能铁镍电池单元，铁镍单体电池为上千安时的 储能铁镍电池，铁镍电池储能系统储存的电能量 >自然能源转换装置装机容量的15% 20%，且调峰时间彡4小时。调峰控制器为控制柜中的一个以上接触器，该接触器常开一端接铁镍电池储能系 统的铁镍电池输出单元，另一端接入逆变调频装置的输入端，接触器的控制线圈根据检测 监控中心的控制指令通电和断电。调峰控制器控制柜中多个调峰控制接触器的控制指令来 自检测监控中心从电网检测计算后的反馈数据，根据电网压差或负荷额定功率的大于计算 处理需补偿的电能，由检测监控中心发出指令起动调峰控制接触器接通铁镍电池储能系统 的电池单元。逆变调频装置是将电路输入的直流电变换为与电网同频率、同相位的三相或单相 交流电。逆变输出控制器采用交流接触器，交流接触器的控制线圈根据检测监控中心的控 制指令通电和断电。逆变输出控制器将逆变调频装置输出的交流电控制接入变压器，逆变 输出控制器由检测控制中心控制，检测控制中心同时监控逆变输出控制器输出电压、频率、 相位情况，若电路发生异常，可控制逆变输出控制器断开。变压器将输入该变压器的交流电变换为与电网的电压相一致后输入到电网。检测保护装置为具有隔离高压电源的保护开关柜，设有高压熔断器、避雷器、带电 显示装置，具有保证安全检修以及保护变压器的功能。所述检测保护装置同时提供电网运 行负荷状况的反馈数据，输入检测监控中心计算分析。本实用新型有以下5种工作模式1、电池储能模式可再生能源储存及电网智能调峰系统在所述可再生能源储存及电网智能调峰系 统中，可以看作是一个独立完整的电池储能系统。所述电池与储能系统的充电装置因具备 电池单元电量充满自动断电和电池单元缺电量自动恢复充电功能，因而，只要观察到所述 电池储能系统储能正常，整个电池储能系统电量可随时保持满电量状态。也可人为的断开 和接通某个电池单位或整个电池储能系统电源。当检测监控中心未发出调峰信号时，调峰 控制器的接触器Kl-KN处于常开状态，整个系统处于保电量的运行状况。2、充电及储能模式可再生能源储存及电网智能调峰系统，其充电及储能方式，采取多台充电装置对 多个电池单位同时充电。如图3所示，根据调峰精度，如果在电网额定电压士 10%进行调整，经测算，其基 本电池单元可并联数至少在4个电池单元以上，设计多功能充电装置应满足4个电池单元 以上的充电功率。3、电网调峰模式当检测控制中心，获得检测保护装置反馈的电网负荷指标需要补偿电网压降时， 由检测监控中心计算处理后发出起动调峰控制器指令，并接通铁镍电池储能系统相应电池 单元，输入逆变调频装置获得与电网相位相符、频率一致的交流电后，由检测监控中心启动 逆变输出控制器，其常开Dl-DN变为常闭，电能输入变压器，电压、相位、频率与电网一致时，检测保护装置接通，高压开关EN闭合，将电能输入电网。当要输入电网调峰的功率较 大、超出单台逆变调频装置容量时，可设计并联多台逆变调频装置一并工作。4、调峰控制器工作模式检测监控中心从电网反馈的波幅，与预置电压比较。所述预置电压是按电网内压 差变化分为“若干”等级，若干等级取决于该系统网络调峰精度要求设置，通过设计软件编 程实现访问查询，选择接通调峰控制器。一经访问成功接通的调峰控制器，不再受理欠电访 问，而只接受过电访问。所述过电访问，指超出电网电压+5% +10%以上时开始接受(具 体选择而定)。其访问成功的指令，由检测控制中心发出断开某个调峰控制器，既断开该调 峰控制器输入逆变调频装置的电池电能。该部份调试与软件设计开发一并完成，基本实现 电网智能化管理模式。所述调峰模式中，储能电池电量5% 10%时，所述检测控制中心可 自动断开该路调峰控制器KN。5、系统停机模式可再生能源储存及电网智能调峰系统，在电池储能模式时发生异常状况，由多功 能充电装置自行断开充电电路电源，也可人为断开自然能源控制器，使系统进入停机工作 模式。在电网调峰模式时，当系统电路出现故障时，可通过检测监控中心首先断开检测保护 装置的高压开关，再断开调峰控制器，最后断开逆变输出控制器及自然能源控制器，使可再 生能源储存及电网智能调峰系统进入停机模式。
权利要求1.一种可再生能源储存及电网智能调峰系统，其特征在于所述可再生能源储存及电 网智能调峰系统设有自然能源转换装置，可再生能源经自然能源转换装置转换成电能，电 能经多功能充电装置充入铁镍电池储能系统，调峰控制器将铁镍电池储能系统存储的能量 经逆变调频装置、变压器输入电网或直接用电负载；所述自然能源转换装置为风能发电机、 太阳能电池、海洋能发电组件、地热能发电组件。
2.根据权利要求1所述的可再生能源储存及电网智能调峰系统，其特征在于所述电 能经自然能源控制器、多功能充电装置充入铁镍电池储能系统；所述调峰控制器将铁镍电 池储能系统存储的能量经逆变调频装置、逆变输出控制器、变压器、检测保护装置输入电 网。
3.根据权利要求2所述的可再生能源储存及电网智能调峰系统，其特征在于所述可 再生能源储存及电网智能调峰系统设有检测监控中心，其对自然能源控制器、多功能充电 装置、铁镍电池储能系统、调峰控制器、逆变输出控制器和检测保护装置的工作进行监控。
4.根据权利要求3所述的可再生能源储存及电网智能调峰系统，其特征在于所述自 然能源控制器由一个以上接触器和过流保护电路组成，设置在控制柜内，用于接通或断开 自然能源转换装置与多功能充电装置的控制器。
5.根据权利要求4所述的可再生能源储存及电网智能调峰系统，其特征在于所述多 功能充电装置将充电电流转换为充电电池的直流电，设有过流、过压、欠压、过温保护装置。
6.根据权利要求5所述的可再生能源储存及电网智能调峰系统，其特征在于所述铁 镍电池储能系统采用铁镍电池组，铁镍电池组由一个以上单体铁镍电池串联后再并联组成 储能铁镍电池单元，铁镍单体电池为上千安时的储能电池。
7.根据权利要求6所述的可再生能源储存及电网智能调峰系统，其特征在于所述调 峰控制器为设置在控制柜中的一个以上接触器，接触器常开一端接铁镍电池储能系统的铁 镍电池输出单元，另一端接入逆变调频装置的输入端，接触器的控制线圈根据检测监控中 心的控制指令通电和断电。
8.根据权利要求7所述的可再生能源储存及电网智能调峰系统，其特征在于所述逆 变调频装置用于将电路输入的直流电变换为与电网同频率、同相位的三相或单相交流电。
9.根据权利要求8所述的可再生能源储存及电网智能调峰系统，其特征在于所述逆 变输出控制器采用交流接触器，交流接触器的控制线圈根据检测监控中心的控制指令通电 和断电。
10.根据权利要求9所述的可再生能源储存及电网智能调峰系统，其特征在于所述检 测保护装置为具有隔离高压电源的保护开关柜，设有高压熔断器、避雷器、带电显示装置。
专利摘要本实用新型公开了一种可再生能源储存及电网智能调峰系统，要解决的技术问题是有效地储存可再生能源，以平衡电网负荷。本实用新型设有自然能源转换装置，可再生能源经自然能源转换装置转换成电能，电能经多功能充电装置充入铁镍电池储能系统，调峰控制器将铁镍电池储能系统存储的能量经逆变调频装置、变压器输入电网或直接用电负载；自然能源转换装置为风能、太阳能、海洋能、地热能发电组件。本实用新型与现有技术相比，将可再生能源储存于铁镍电池储能系统中，在无自然能源提供或电网负荷需要调整时提供给电网平衡负荷，铁镍电池储能系统构成的电网智能调峰系统环保、清洁、实用，具有安全、高效、占地紧凑、耐久适用、造价较低的特点。
文档编号H02J7/00GK201910637SQ20102068680
公开日2011年7月27日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者何秀能, 杜世本, 杜勉, 潘唯, 陶明大 申请人:成都和能科技有限公司