本发明涉及充电装置技术领域，特别是涉及一种基于超级电容的慢充快放的储能充放电装置。
背景技术：
近些年来，为了应对化石能源消耗带来的城市环境污染问题，电能作为清洁能源逐渐受到各个城市的青睐，越来越多的城市使用电动汽车替代传统汽车。然而传统的电池充电时间长，而快速充电会带来电池寿命的降低，同时超级电容充电器作为近些年来发展起来的一种能够快速充放电的器件，没有“记忆效应”，使用寿命可达数十万次，过充和过放基本不对其寿命造成影响，可以作为电能大容量存储的新型器件。
然而，由于超级电容快速储能的特性，超级电容充电装置作为大型的储能设备，充电时会在短时间内增加电网负荷甚至损坏沿线电力传输设备，大部分电能驱动场景，受电装置的需求电量远大于常规用电标准(110v/220v/380v)，不得不铺设高压、大电流专用代电线路，这样不仅增加了施工成本，也带来了用电安全问题。其次，由于超级电容应在标称电压下使用，超过标称电压，会导致超级电容的电解液分解、发热、容量下降、内阻增加、寿命缩短，甚至导致电容性能崩溃。再次，由于超级电容在放电过程中电压逐渐减小，会导致超级电容的储能不能完全释放，进而造成能量浪费。对于多个超级电容模组的储能装置，充电时间会增加。目前超级电容充电装置的放电方式单一，通用化程度低。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术中的不足之处而提供一种基于超级电容的慢充快放的储能充放电装置，该基于超级电容的慢充快放的储能充放电装置能保证主电网电量使用不过载，并具有用电过程安全性好，存储的能量能得到最大程度利用，通用性好的优点，并且不影响超级电容充电装置的使用寿命。
为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。
提供一种基于超级电容的慢充快放的储能充放电装置，包括电性连接的电网负荷检测模块、电源转换模块、充电管理模块、超级电容模组、放电控制模块、放电结构、内部供电模块、监控模块、协作处理器和数据传输模块；
所述电源转换模块的输出端与所述充电管理模块的输入端连接，所述充电管理模块的输出端与所述超级电容模组的输入端连接，所述超级电容模组的输出端与所述放电控制模块的输入端连接，所述放电控制模块的输出端与所述放电结构的输入端连接；
所述电网负荷检测模块检测电网的负荷情况，保证电网的负荷不过载；所述电源转换模块将电网的电压转换为该基于超级电容的慢充快放的储能充放电装置的最佳充电参数，通过所述充电管理模块对所述超级电容模组进行充电；放电控制模块控制放电结构放电，来完成对受电设备的充电；
所述内部供电模块保证所述监控模块、所述协作处理器和所述数据传输模块正常供电；所述监控模块和所述协作处理器对所述电网负荷检测模块、所述电源转换模块、所述充电管理模块、所述超级电容模组、所述放电控制模块和所述放电结构的电量进行实时监控和处理，并通过所述数据传输模块将数据传送至后台或外网。
所述电网负荷检测模块设置于接入所述基于超级电容的慢充快放的储能充放电装置的电网分支线路的端部，在本电网线路上其它设备正常使用时，所述充电管理模块调整供给所述超级电容模组的供电量，使电网的总负荷电流不超过标称负荷的80％，以保证电网不过载。
所述超级电容模组在充电和放电时通过所述电源转换模块进行电路转换，调节控制充放电电压、电流和频率参数以达到所述超级电容模组的最佳充电效果和效率。
所述超级电容模组在充电和放电时通过所述电源转换模块以交流-直流、直流-交流、直流-直流或交流-交流的形式进行电能电路转换。
在所述超级电容模组放电时可根据电容特性采用短路、脉冲和变压结合恒流或变流的方式进行放电。
所述超级电容模组在放电过程中通过所述放电控制模块使放电端的电压一直维持在设计放电电压，以使所述超级电容模组最大程度放电。
所述超级电容模组的数量设置为若干个，所述若干个超级电容模组采用串联、并联或者串并联混合模式充放电。
对于串联充电的若干个超级电容模组，所述超级电容模组的电压串联升高，充电电流不变；对于并联充电的若干个超级电容模组，所述超级电容模组的电压并联不变，充电电流增加，通过所述电源转换模块将电网的电压变换到所述超级电容模组最佳充电参数。
所述放电结构通过短路放电、脉冲放电、直流放电或交流放电中的一种或任意两种以上结合的放电方式对受电设备进行充电。
本发明的有益效果：
(1)本发明提供的一种基于超级电容的慢充快放的储能充放电装置，由于设置有电网负荷检测模块，该电网负荷检测模块检测电网的负荷情况，保证主电网电量使用不过载，对大容量超级电容储能装置充电时不增加电网负荷，并降低充电装置在施工过程中的难度和费用，并提高了在用电过程中的安全性。
(2)本发明提供的一种基于超级电容的慢充快放的储能充放电装置，其超级电容模组的储能可以得到最大程度的利用，对与多个超级电容模组或大容量储能装置能够尽可能多的降低充电时间，并提高超级电容充电装置的通用性，并且不影响超级电容充电装置的使用寿命；另外，相对于传统充电装置，能够减少使用线材尺寸和用量，减少特殊用电配件的使用，节约资源。该基于超级电容的慢充快放的储能充放电装置具有安全性好，电网传输效能得到最大程度利用，通用性好，施工成本低的优点。
附图说明
图1是本发明的一种基于超级电容的慢充快放的储能充放电装置的结构示意图。
附图标记：
电网负荷检测模块1；
电源转换模块2；
充电管理模块3；
超级电容模组4；
放电控制模块5；
放电结构6；
内部供电模块7；
监控模块8；
协作处理器9；
数据传输模块10；
受电设备11；
后台或外网12；
供电电源13。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本实施例的一种基于超级电容的慢充快放的储能充放电装置，如图1所示，包括电性连接的电网负荷检测模块1、电源转换模块2、充电管理模块3、超级电容模组4、放电控制模块5、放电结构6、内部供电模块7、监控模块8、协作处理器9和数据传输模块10；其中，电源转换模块2的输入端与供电电源13连接，电源转换模块2的输出端与充电管理模块3的输入端连接，充电管理模块3的输出端与超级电容模组4的输入端连接，超级电容模组4的输出端与放电控制模块5的输入端连接，放电控制模块5的输出端与放电结构6的输入端连接；其中，电网负荷检测模块1检测电网的负荷情况，保证电网的负荷不过载；电源转换模块2将电网的电压转换为该基于超级电容的慢充快放的储能充放电装置的最佳充电参数，通过充电管理模块3对超级电容模组4进行充电；放电控制模块5控制放电结构6放电，来完成对受电设备11的充电；其中，内部供电模块7保证监控模块8、协作处理器9和数据传输模块10正常工作；监控模块8和协作处理器9对电网负荷检测模块1、电源转换模块2、充电管理模块3、超级电容模组4、放电控制模块5和放电结构6的电量进行实时监控和处理，并通过数据传输模块10将数据传送至后台或外网12。
本实施例中，电网负荷检测模块1设置于接入该基于超级电容的慢充快放的储能充放电装置的电网分支线路的端部，即与供电电源13连接，在本电网线路上其它设备正常使用时，充电管理模块3调整供给超级电容模组4的供电量，使电网的总负荷电流不超过标称负荷的80％，以保证电网不过载。
本实施例中，超级电容模组4在充电和放电时通过电源转换模块2以交流-直流(ac-dc)、直流-交流(dc-ac)、直流-直流(dc-dc)或交流-交流(ac-ac)的形式进行电压电路转换，使充电电压、电流调节控制以达到超级电容模组4的最佳充电效果和效率。
本实施例中，在超级电容模组4充电时可根据电容特性采用用短路、脉冲和变压结合恒流或变流的方式进行放电。
本实施例中，超级电容模组4在放电过程中通过放电控制模块5使放电后的超级电容模组4的电压一直维持在设计放电电压，以使超级电容模组4最大程度放电。
其中，超级电容模组4的数量可设置为若干个，若干个超级电容模组4采用串联、并联或者串并联混合模式充放电，以达到最佳充电效率，并能提高电能转化率，降低充电时间。其中，对于串联充电的若干个超级电容模组4，超级电容模组4的电压串联升高，充电电流不变；对于并联充电的若干个超级电容模组4，超级电容模组4的电压并联不变，充电电流增加，通过电源转换模块2将电网的电压变换到超级电容模组4最佳充电参数。
其中，放电结构6通过短路放电、脉冲放电、直流放电或交流放电中的一种或任意两种以上结合的放电方式对受电设备11进行充电。
最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。