电池储能调峰装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及电力领域，尤其涉及电池储能调峰装置。包含电源接口，电源接口连接测量单元，测量单元连接电感器，所述电感器连接斩波模块，斩波模块连接电池，电池为蓄电池。采用如上技术方案的本实用新型，相对于现有技术有如下有益效果：对于用户，能够利用不同时段电价的差别，多消耗谷电、少使用峰电，拉低平均电价，节约使用成本；对于供电局，能够实现更平均的负荷需求，谷电需求增加、峰电需求减少，减少电站容量的浪费，减少发电企业的能源浪费，减少电力系统的重复建设和重复投资。
【专利说明】
电池储能调峰装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及电力领域，尤其涉及电池储能调峰装置。
【背景技术】
[0002]电力系统可以分为供给侧和需求侧，供给侧是指发电企业和输电网络，需求侧是指用户端变电所后端的各个用电支路。需求侧的需求量之和决定了供给侧的最佳供应量，供给量最好是恰好等于需求量，但需求量是不断变化的，由于季节、时段的变化，电力需求呈现明显的波动性，且有一定规律。例如民用建筑，在春季、秋季的深夜用电功率一般很小，而在上午1?11点钟的用电功率达到最大值;大量的建筑呈现相似的规律，使得城市的耗电功率呈现显著的波动规律。又如，随着夏季最热时段的到来，各建筑的中央空调使用量达到峰值，此峰值又会和每天的时段规律相叠加，造成夏季最热时段上午10?11点钟出现用电功率的最高峰。由于这种波动规律，供给侧为了应付最大功率的时段，其发电和输电容量都需要按照最大功率来设计，这样就加大了电厂和输电设施的设计容量，但在用电低谷时段处于使用率不足的状态，一部分供电容量被浪费，电厂的能源浪费也比较严重。另一方面，在需求高峰时期甚至还需要运行调峰电站，以应对需求侧的高峰，否则还要拉闸限电。在这种背景下，为了提高使用率以及节能降耗，供给侧采取峰谷分时电价来鼓励谷电时段的电力需求、限制峰值时段的电力需求。
[0003]电网供电的峰谷分时电价是将每天的时间划分为尖峰、峰、平、谷四种时段，对各时段分别制定不同的电价水平，以鼓励用户削峰填谷，提高电力资源的利用效率。例如某特大城市的商业用电价格在上述各时段分别近似为:1.44元、1.32元、0.84元、0.38元。这样做的初衷就是以利益诱导用户尽可能的均衡用电，减少峰值时对电网的需求压力，减少谷值时电力资源的浪费。对于用户而言，就可以选择对自己有利的时段进行用电，实施错峰用电。实行峰谷分时电价，体现了电能商品的时间差价，符合商品的价值规律。
[0004]然而，对于一般的电力用户而言，并不能将削峰填谷做到最大程度，这是由生产、生活的客观规律决定的。例如，商场的营业时段一定是以白天和前半夜为主，在深夜不会有较多用电需求。例如，化工厂的生产过程是持续的，不会因为白天就会减缓生产过程，也就不能大幅度减少白天的用电量。例如，居民在深夜属于休息时间，很难在深夜提尚用电量。由于需求侧自身的规律，并且缺乏合理的手段和装置，决定了需求侧无法尽可能地利用峰谷电价之间的差异，无法做到最大程度的削峰填谷。由于这个限制因素，用户仍然不能充分享受峰谷电价的好处，而电力供给侧仍然需要应对较大程度的波动性。
[0005]本实用新型就是为解决上述问题而设计的，通过本装置，有选择性地实施充电和放电，在谷电时段充电、在峰电时段放电，实现削峰填谷。例如:某企业大厦安装本装置，在谷电(价格为0.38元)时段采用本装置进行充电，增加谷电时段对外部电网电能的需求;在尖峰(价格为1.44元)时段和峰电(价格为1.32元)时段对企业大厦的局部电网进行并网供电，减少尖峰和峰电时段对外部电网的电能需求。
[0006]又如:家庭中使用本装置，在谷电时段充电储能，在峰电时段供应一部分电能，拉低平均电价。
【实用新型内容】
[0007]实用新型的目的:为了提供一种效果更好的电池储能调峰装置，具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。
[0008]为了达到如上目的，本实用新型采取如下技术方案:
[0009]电池储能调峰装置，其特征在于，包含电源接口，电源接口连接测量单元，测量单元连接电感器，所述电感器连接斩波模块，斩波模块连接电池，电池为蓄电池。
[0010]本实用新型进一步技术方案在于，所述电源接口是能够与交流电网之间连接的连接接头。
[0011]本实用新型进一步技术方案在于，所述测量单元包含电压测量结构和电流测量结构。
[0012]本实用新型进一步技术方案在于，所述电压测量结构为电阻分压电路；电流测量结构为霍尔电流传感器。
[0013]本实用新型进一步技术方案在于，所述斩波模块为直流交流转换结构。
[0014]本实用新型进一步技术方案在于，所述直流交流转换结构为全桥变换模块电路。
[0015]本实用新型进一步技术方案在于，所述直流交流转换结构内含的开关管采用IGBT0
[0016]本实用新型进一步技术方案在于，还包含控制电路，所述控制电路连接测量单元和斩波模块，所述控制电路采用74系列逻辑芯片和光耦实现脉冲输出功能。
[0017]采用如上技术方案的本实用新型，相对于现有技术有如下有益效果:对于用户，能够利用不同时段电价的差别，多消耗谷电、少使用峰电，拉低平均电价，节约使用成本;对于供电局，能够实现更平均的负荷需求，谷电需求增加、峰电需求减少，减少电站容量的浪费，减少发电企业的能源浪费，减少发电系统的重复建设和重复投资。
【附图说明】
[0018]为了进一步说明本实用新型，下面结合附图进一步进行说明:
[0019]图1为实用新型结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本实用新型的实施例进行说明，实施例不构成对本实用新型的限制:
[0021]电池储能调峰装置，其特征在于，包含电源接口，电源接口连接测量单元，测量单元连接电感器，所述电感器连接斩波模块，斩波模块连接电池，电池为蓄电池。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下:通过斩波模块实现交流电转换成为直流电并存储在电池中，进一步的，还能实现直流电转换成交流电并网输出供户内利用，还可以分给电网其他部分。
[0022]本专利“电池储能调峰装置”提供并网供电、再充电能力，在峰值时采用电池逆变并网向局部电网供电，在谷值时又为电池充电以消耗电网的电能。通过本装置实行削峰填谷，用户无需改变自己的生活、工作规律，但能够尽量实现削峰填谷的最大效益，同时，本装置的大量应用也能够使电力需求更加均衡，充分利用电力设施，节能降耗，减少调峰电站的建设和使用，为电力部门创造较大价值。
[0023]本专利“电池储能调峰装置”由以下基本部分组成:电源接口、测量单元、电感器、斩波模块、电池、控制电路、外壳。
[0024]工作原理:
[0025]电源接口:是本装置与局部交流电网之间的连接器，本装置通过电源接口连接到局部交流电网。能量传递的过程是双向的，既可从局部电网取电，又可向局部电网供电。
[0026]测量单元:测量电网的实时电压，并测量从电网取电、供电的实时电流，测量值以信号电压的形式输送到控制电路。优选地，电压测量采用电阻分压的形式;电流测量采用霍尔电流传感器的形式;都属于既有成熟技术。
[0027]控制电路:根据实时反馈的电网电压和取电、供电电流，输出控制脉冲，用于指挥斩波模块产生所需要的斩波输出。控制电路含有模拟比较器芯片、74系列逻辑芯片、光耦、反相器芯片。控制电路的功能是将输入输出电流维持在需要的数值附近，即实时控制本装置与电网之间输入输出的电流。优选地，控制电路采用模拟比较器芯片进行电流的比较，其逻辑是这样的:用来自测量电路的电网的电压信号作为基准量(主要是为了利用其中含有相位信息)，用来自测量电路的电流信号作为参比量，两者通过模拟比较器芯片进行比较，当输出电流偏大时，比较器芯片关断，减小斩波的占空比，输出电流随之下降；当输出电流偏小时，比较器芯片开通，加大斩波占空比，输出电流随之上升;此过程持续进行，电流维持在需要的数值附近，而且形成正弦波电流，从而实现动态控制。比较器芯片和相应的比较电路属于既有成熟技术。优选地，模拟比较器的输出再经过74系列逻辑芯片进行整形，然后送给光耦，光耦再实现15V左右的脉冲信号输出到斩波模块，该脉冲信号推动斩波模块中的各只IGBT的栅极，指挥斩波模块工作。特殊地，当反相器芯片起作用时，来自测量电路的电网电压信号先经过反相器芯片再给模拟比较器芯片，从而使得比较的基准被反相，如此能够产生反相的输出脉冲，最终指挥斩波模块产生反相的输出电流。斩波模块:斩波模块实现电池直流电与电网交流电之间的相互转换。该模块含有直流正极、直流负极、斩波输出极、IGBT脉冲信号接收栅极。直流正极和直流负极分别连接电池的正极和负极;斩波输出极连接电感器。斩波模块从直流电开始，通过频繁的开关动作，产生一组斩波输出，以脉冲的形式输出到电感器，斩波输出的包络为正弦波交流电，通过电感器过滤之后为较为平滑的正弦波交流电。斩波模块的信号接收栅极接收来自控制电路的脉冲信号，并据此实施导通和关断，实现斩波输出。斩波模块对于电池的主要作用原理是:当斩波模块产生的交流电流与电网电压相位相同时，电流和电压的乘积为正数，也就是输出功率为正数，此时电池通过直流正极和负极向斩波模块供电，进而向电网供电；反之，当斩波模块产生的交流电与电网电压相位相反(相差180度相角)时，电流和电压的乘积为负数，也就是输出功率为负数，即电网向本装置供电，此时电网通过斩波模块向电池的正极和负极供电，也就是对电池充电。优选地，斩波模块采用全桥变换模块电路。优选地，斩波模块内含的开关管采用IGBT(隔离栅场效应管)。优选地，对于三相电网，斩波模块中含有6只开关管。优选地，对于单相电网，斩波模块中含有4只开关管。
[0028]电感器:电感器对电流具有平滑作用，将斩波输出脉冲平滑为正弦波交流电，实现充电电流和放电电流的平滑过程。电感器的电流经过测量单元，经由测量单元连接到电网，在经过测量单元的过程中，电流被测量。电感器属于既有成熟技术。优选地，对于三相电网，电感器设计为三路;对于单相电网，电感器设计为两路。优选地，电感器采用环形磁芯和漆包线绕制。
[0029]电池:是储能器具。电池的正极和负极分别连接在斩波电路的正极和负极上，通过斩波电路传递能量。当斩波电路输出的交流电(经电感器滤波)与电网相位相同时，电能从电池传递给斩波电路，此时电池工作于放电状态。当斩波电路输出的交流电(经电感器滤波)与电网相位相反时，电能从斩波电路传递给电池，电池处于充电状态。优选地，电池采取多个电芯构成电池组的形式。
[0030]外壳:本装置配置外壳，用于承装以上部件，并配置螺丝孔，用于将本装置安装在指定的位置上。
[0031]应用例
[0032]1、家庭应用
[0033]在家庭中安装使用本装置，连接单相电网(部分别墅连接三相电网)。由于某些城市已经实行智能电表和分段电价，通过本装置在电价低的时段储存电能，再在电价高的时段释放电能，将平均电价拉低。通过大量家庭的使用，能够影响电力需求，使之更加平稳。
[0034]2、企业应用
[0035]在企业中安装多台本装置，同时使用，连接三相电网。通过本装置在电价低的时段储存电能，再在电价高的时段释放电能，拉低平均电价，为企业创造价值。同时，能够影响电力需求的均衡性，实现削峰填谷，为电力部门带来较大价值。
[0036]开创性地，以上各个效果独立存在，还能用一套结构完成上述结果的结合。
[0037]以上结构实现的技术效果实现清晰，如果不考虑附加的技术方案，本专利名称还可以是一种节能结构。图中未示出部分细节。
[0038]需要说明的是，本专利提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不相互制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互组合，达到多个效果共同实现。
[0039]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本领域的技术人员应该了解本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。
【主权项】
1.电池储能调峰装置，其特征在于，包含电源接口，电源接口连接测量单元，测量单元连接电感器，所述电感器连接斩波模块，斩波模块连接电池，电池为蓄电池。2.如权利要求1所述的电池储能调峰装置，其特征在于，所述电源接口是能够与交流电网之间连接的连接接头。3.如权利要求1所述的电池储能调峰装置，其特征在于，所述测量单元包含电压测量结构和电流测量结构。4.如权利要求3所述的电池储能调峰装置，其特征在于，所述电压测量结构为电阻分压电路;电流测量结构为霍尔电流传感器。5.如权利要求1所述的电池储能调峰装置，其特征在于，所述斩波模块为直流交流转换结构。6.如权利要求5所述的电池储能调峰装置，其特征在于，所述直流交流转换结构为全桥变换模块电路。7.如权利要求6所述的电池储能调峰装置，其特征在于，所述直流交流转换结构内含的开关管米用IGBT。8.如权利要求1所述的电池储能调峰装置，其特征在于，还包含控制电路，所述控制电路连接测量单元和斩波模块，所述控制电路采用74系列逻辑芯片和光耦实现脉冲输出功會K。
【文档编号】H02J3/32GK205646839SQ201620390533
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月4日
【发明人】曾洪骏
【申请人】曾洪骏