一种储能式大功率电器具及分布式储释能系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种储能式大功率电器具和分布式储释能系统，千家万户既是能源消费者也参与储能对于加快推进清洁能源替代及电能替代的能源变革具有重要意义。家庭习惯使用以液化气等为能源的如灶具等器具是因为其热值高体验比一般电灶具好，但若单纯提升电器具功率传统小区家庭线路又无法承受。本实用新型专利技术是设置优选采用电动汽车流转出来的电池设置的具备储能模块的电器具，可及时释放足够大电能以满足使用体验，同时具备大功率储能的电器具在管理程序控制下可自动向电网反哺富裕能量，通过千家万户的削峰填谷累计付出不仅为平衡电网峰谷差做出贡献，也是推进家庭能源消费进行电替代变革的重大举措，节约家庭能源支出同时促进了行业的发展。

An energy storage type high power electrical appliance and distributed energy storage and release system

The utility model discloses an energy storage type high-power electrical appliance and a distributed energy storage and release system. Thousands of households are both energy consumers and participate in energy storage, which is of great significance for accelerating the energy transformation of clean energy substitution and electric energy substitution. Families are accustomed to using liquefied petroleum gas (LPG) and other energy-intensive appliances such as cooking utensils because their high calorific value experience is better than the general electric stove, but if simply enhance the power of electrical appliances, traditional residential areas can not afford the family line. The utility model is an electrical appliance with an energy storage module, which is preferably arranged by the batteries flowing out of the electric vehicle, can release enough electric energy in time to satisfy the use experience, and the electric appliance with high-power energy storage can automatically feed the rich energy back to the power grid under the control of the management program, and fill the peak load by millions of households. Accumulative Valley Payment not only contributes to the balance of peak-valley disparity, but also is a major measure to promote household energy consumption for electricity substitution reform, saving household energy expenditure and promoting the development of the industry.

【技术实现步骤摘要】
一种储能式大功率电器具及分布式储释能系统
本专利技术创造属于能源应用
，特别是一种储能式大功率电器具及分布式储释能系统。
技术介绍
应对人类可持续发展挑战的关键在于在能源领域加快推行“两个替代”的变革，即清洁替代和电能替代：在能源开发上以清洁能源替代化石能源，在能源消费上尽最大可能提升电能消费的比重。受限于当前技术等多种因素，“两个替代”推进工作进度缓慢，环境污染特别是北方地区冬天的雾霾天气严重损害人们身体健康，在燃气缺电暖小的背景下，人们在强令禁煤为环保或局部解禁保民生间陷入两难，环境治理任重道远。家庭能源消费是社会总体能源消费的重要组成部分，因直接关乎民生及环境治理而重要、敏感。当前家庭或个体商户的能源模式一般为电能、煤和燃气，煤的低端消费如散煤在北方城郊或乡镇农村还使用较多，也是冬天雾霾产生原因之一因此需要限制；除照明及学习娱乐通讯等电子消费品外，电能应用基本分三类，带动压缩交换机做功进行制冷，如制冷空调和冰箱；带动电机做功，如食物加工机、电风扇；以及利用电直接或间接进行加热，直接加热如致热空调、电热水器，电暖器、电烤箱、电炉或电陶炉，间接加热如微波炉、电磁炉，这些设备大部分的功率设计不需要太高即可，社区及家庭电力线路也能支撑，但传统线路也限制到本需要较大功率的电器具，如当前的即热式电热水器和电气灶具（电磁炉或电陶炉），功率低导致无法获得大流量热水的即用即出，以及确保菜肴营养和美味的猛火急炒体验，这也是尽管“燃气热水器”和“燃气灶具”有泄漏及产生一氧化碳危险因素及产生燃烧污渍等缺点，人们也选择“燃气热水器”和“燃气灶具”的原因。但假如参照燃气灶具同样炒菜效果需将电气灶具功率设计至最高20kW，而水温可用的即热式热水器至少6~8.5kW（北方区域一般建议采用15kW~18kW）这将导致依据《住宅建筑电气设计规范》建造的小区住宅因设定功率容量配置不足（早期住宅为2kW、4kW，新建住宅8kW或以上）而出现线路危险，并且大量大功率家电器具集中使用也将导致电网区域性用电高峰，给电网调峰调频带来压力。另一方面，业内周知，电能算即产即用的瞬时能源，用户电能需求总量因昼夜或季节的不断变化使得发电厂及电网不得不采取各种措施适应对：发电厂预留冗余产能，通过调节水量、汽量改变发电厂的出力或关停或启动备用机组进行调整，或者电网建设专用的抽水或压缩空气等蓄能发电站。随着以风电光电为主的新能源在发电总量中所占比例的提升，这种发电侧固有的不稳定更加大了发电和用电间的不平衡，甚至导致新能源领域弃风、弃水、弃光操作大量发生，据统计，2016年全国弃风电量497亿千瓦时，弃风率18%；弃光电量70.4亿千瓦时，弃光率约11%。要解决这种不平衡，从根本上说必须通过大力发展储能来解决。如抽水储能发电厂，或商业化电池储能电站，特别是要发动千家万户以家庭储能的方式参与到储能领域中来，但在我国受限于集中式楼房为主的住宅结构，家庭光伏或风能发电实际无法大量推广，在几乎很少停电及峰谷电价差和储能度电成本比优势微弱的背景下，家庭或及个体工商户很难接受设置单纯储能的电池或其他储能装置。因此，在当前技术及行业背景下，在家庭能源消费上要尽量做到电能全覆盖，急需解决电气灶具和即热式电热水器等器具的功率提升问题，为促进新能源建设也需要引导家庭或商家有动力参与到储能建设中来。
技术实现思路
针对当前存在的问题，本专利技术创造的第一个目的是提供一种储能式大功率电器具，第二个目的是提供一种基于储能式大功率电器具的分布式储释能系统。为达成上述目的，本技术采用的技术方案是，一种储能式大功率电器具，配置在包含有其他普通电器、线路承受直接功率有限的电力用户系统中，经过配电箱及计量表与电网电连接，包括依序电连接的输入电缆线、电气转换电路群、至少一组能量输出元件及承接安装固定的器具架体，所述能量输出元件对外进行能量输出；所述电气转换电路群将标准电能转换为可对外输出的能量，包含相互电连接的电源整流电路、低压供电电路、系统控制电路、功率输出控制电路、检测保护电路，所述输入电缆线与所述电源整流电路电连接输入电能，所述功率输出控制电路与所述能量输出元件电连接输出能量；另外，还设置储能单元，所述储能单元与所述电气转换电路群电连接，包括承接安装的储能机架以及依序电连接的充放电管理电路和储能电池，当所述电器具需要输出的功率大于所述直接功率时，或所述电网处于峰电价且不接受该价格时，所述系统控制电路及充放电管理电路调配所述储能电池通过所述能量输出元件对外进行能量输出。进一步的，所述能量输出元件为用于制造电磁炉的电感应线圈。或者，所述能量输出元件为用于制造电陶炉或电热水器的电发热元件。进一步的，还设置长距离分支发热模块，所述分支发热模块与所述储能式大功率电器具及储能单元保持电气连接，包括承接安装的模块架体以及与所述电气转换电路群电连接的分支发热元件、控制显示电路。进一步的，在所述电气转换电路群及所述储能电池区域设置余热交换水管道。进一步的，还设置逆变器及自动转换开关，所述自动转换开关电串接于所述电网及所述其他普通电器间，所述逆变器电串接于所述储能单元与所述自动转换开关间，在电网供电中断时，所述储能单元的电能通所述逆变器及自动转换开关向所述其他普通电器供电。进一步的，还设置计测向电网方向送电量的反向计量单元，与原单向计量构成双向计量电表，所述储能单元的电能富裕部分通过所述逆变器及自动转换开关经反向计量后向所述电网补充电能。一种基于储能式大功率电器具的分布式储释能系统，包括，电接于电网的N组（N为＞1的自然数）住户单元，所述住户单元包含依序电连接的储能式大功率电器具、逆变器、自动转换开关及双向电表，所述储能式大功率电器具包括通讯单元、储能单元，所述储能式大功率电器具富裕的电能通过所述逆变器及自动转换开关并经所述双向计量表向所述电网补充电能；客户端管理程序，安装于客户的通用的具备通讯功能的客户终端设备内，与所述储能式大功率电器具通讯连接，可设置、管理和查询客户充电储能及富裕电能释放信息及收益信息；储释能调配管理程序，设置于分布式储释能经营单元，与所述电网调峰调频管理程序及所述储能式大功率电器具及客户端管理程序通讯连接。与现有技术相比，本技术的储能式大功率电器具、分布式储释能系统及应用方法解决了家庭能源消费中以灶具和热水器为主的大功率家用电器具功率无法提升至够用的电替代痛点，同时引导家庭积极参与到储能建设中来，不仅优化了厨房环境，也方便了热水使用，节约了家庭能源消费支出，海量的家庭储能富裕部分通过统一调度使用，可为电网的调峰调频做出较大贡献。附图说明图1是当前技术的一种电气器具应用的电气原理示意图。图2是本专利技术创造其中一种应用的电气原理示意图。图3是本专利技术创造结合新能源的应用的电气原理示意图。图4是本专利技术创造实际应用的产品外观示意图。图5是本专利技术创造的其中一种系统构成示意图。图示中，10市电01a单向电表02a单向入户配电箱03其他普通电器21供电电缆线20a当前电器具电气转换电路群22a整流电路23a低压供电电路24a保护检测控制电路25a系统控制电路26a功率控制输出电路30a能量转化元件40能量接受器及受能介质27储能单元28逆变器29自动转换开关20b本专利技术创造电器具电气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种储能式大功率电器具，配置在包含有其他普通电器、线路承受直接功率有限的电力用户系统中，经过配电箱及计量表与电网电连接，包括依序电连接的输入电缆线、电气转换电路群、至少一组能量输出元件及承接安装固定的器具架体，所述能量输出元件对外进行能量输出；所述电气转换电路群将标准电能转换为可对外输出的能量，包含相互电连接的电源整流电路、低压供电电路、系统控制电路、功率输出控制电路、检测保护电路，所述输入电缆线与所述电源整流电路电连接输入电能，所述功率输出控制电路与所述能量输出元件电连接输出能量；其特征在于，还设置储能单元，所述储能单元与所述电气转换电路群电连接，包括承接安装的储能机架以及依序电连接的充放电管理电路和储能电池，当所述电器具需要输出的功率大于所述直接功率时，或所述电网处于峰电价且不接受该价格时，所述系统控制电路及充放电管理电路调配所述储能电池通过所述能量输出元件对外进行能量输出。

【技术特征摘要】
1.一种储能式大功率电器具，配置在包含有其他普通电器、线路承受直接功率有限的电力用户系统中，经过配电箱及计量表与电网电连接，包括依序电连接的输入电缆线、电气转换电路群、至少一组能量输出元件及承接安装固定的器具架体，所述能量输出元件对外进行能量输出；所述电气转换电路群将标准电能转换为可对外输出的能量，包含相互电连接的电源整流电路、低压供电电路、系统控制电路、功率输出控制电路、检测保护电路，所述输入电缆线与所述电源整流电路电连接输入电能，所述功率输出控制电路与所述能量输出元件电连接输出能量；其特征在于，还设置储能单元，所述储能单元与所述电气转换电路群电连接，包括承接安装的储能机架以及依序电连接的充放电管理电路和储能电池，当所述电器具需要输出的功率大于所述直接功率时，或所述电网处于峰电价且不接受该价格时，所述系统控制电路及充放电管理电路调配所述储能电池通过所述能量输出元件对外进行能量输出。2.如权利要求1所述的一种储能式大功率电器具，其特征在于，所述能量输出元件为用于制造电磁炉的电感应线圈。3.如权利要求1所述的一种储能式大功率电器具，其特征在于所述能量输出元件为用于制造电陶炉或电热水器的电发热元件。4.如权利要求3所述的一种储能式大功率电器具，其特征在于还设置长距离分支发热模块，所述分支发热模块与所述储能式大功率电器具及储能单元保持电气连接，包括承接安装的模块架体以及与所述电气转换电路群电连接的分支发热元件、控制显示电...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡家兴，
申请(专利权)人：胡家兴，
类型：新型
国别省市：广东,44