微电网储能系统技术方案

本发明专利技术的目的在于提供新颖的微电网储能系统，该微电网储能系统在非人口密集区的充电基础设施建设的应用场景下能够提升充电站运营收益从而有效激励资源投入，同时，该微电网储能系统还可以作为一种分布式的电网调频和/或调峰设备从而提升城市电网调频调峰能力并大大降低调频调峰设施建设使用成本。微电网储能系统包括：功率型储能模块、能量型储能模块、电力管理模块，电力管理模块用于功率分配，所述功率分配包括：第一功率分配、第二功率分配，其中，所述电力管理模块根据设定分配比例确定所述功率型储能模块和所述能量型储能模块分别用于所述第一功率分配和所述第二功率分配的电力上限。的电力上限。的电力上限。

【技术实现步骤摘要】
微电网储能系统


[0001]本专利技术涉及微电网储能系统，该微电网储能系统的
属于装备制造领域（具体为储能装备制造）与信息
（具体为储能装备功率分配控制技术和电网调频和/或调峰控制技术）的交叉领域。

技术介绍

[0002]随着电动汽车的市场占有率不断提高，电动汽车需求开始向非人口密集区（如城市郊区、县乡级行政区域、广大农村地区）渗透。但目前受限于投资回报率的制约，充电站运营商往往又不愿意在非人口密集区建站。因此，如何能够更加充分的利用资源来加速非人口密集区的充电基础设施建设是一个急需解决的问题。另外，推进非人口密集区的充电基础设施建设也会加剧电力资源的消耗，因此，如何降低对于传统能源消耗及环境的影响也成为推进非人口密集区的充电基础设施建设不得不考虑的问题。
[0003]另一方面，为应对传统能源匮乏、气候变化和环境挑战等全球性问题，世界各国正在加紧推进能源可持续发展战略，全面推进能源发展变革，促进清洁能源的发展，提高可再生能源的占比。而随着各种风电、太阳能光伏发电等可再生能源大规模发展和远距离特高压输电大规模投运，新能源出力波动性、随机性、间歇性使得系统频率波动特性及调控逐渐变得复杂，电力系统调频能力显著下降，电力调频的安全性问题日益突出，需要创新的技术手段去提高电力系统调频能力，以便更多的利用风电、光伏等能源，进一步促进新能源的发展。
[0004]目前，尚未发现有人同时针对以上两方面问题而提出能够一举两得的解决方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供新颖的微电网储能系统，该微电网储能系统在非人口密集区的充电基础设施建设的应用场景下能够提升充电站运营收益从而有效激励资源投入，同时，该微电网储能系统还可以作为一种分布式的电网调频和/或调峰设备从而提升城市电网调频调峰能力并大大降低调频调峰设施建设使用成本。
[0006]根据本申请的第一个方面，提供了一种微电网储能系统，包括：功率型储能模块，用于储存分布式发电装置产生的第一电力并能够被控制而选择性地实施以下至少一种操作：a1)将所述第一电力提供给外部电网进行调频和/或调峰，b1)将所述第一电力提供给所述微电网所辖充电站的充电桩以对电动车辆进行快充充电；能量型储能模块，用于储存所述分布式发电装置产生的第二电力并能够被控制而选择性地实施以下至少一种操作：a2)将所述第二电力提供给外部电网进行调频和/或调峰，b2)将所述第二电力提供给所述微电网所辖充电站的充电桩以对电动车辆进行慢充充电；电力管理模块，用于对所述功率型储能模块以及所述能量型储能模块中储存的电力的使用进行功率分配，所述功率分配包括：a3)第一功率分配，即所述电力管理模块响应所述外部电网的调频和/或调峰需求，利用所述功率型储能模块和/或能量型储能模块的电力输出特性，实施的针对所述外部电网的调
频和/或调峰需求的功率分配，b3)第二功率分配，即所述电力管理模块响应所述充电站内的充电需求，利用所述功率型储能模块和/或能量型储能模块的电力输出特性，实施的针对所述充电站的充电需求的功率分配，其中，所述电力管理模块根据设定分配比例确定所述功率型储能模块和所述能量型储能模块分别用于所述第一功率分配和所述第二功率分配的电力上限。
[0007]可选的，所述功率型储能模块还能够被控制而选择性地实施以下操作：c1)将所述第一电力提供给所述微电网中的其他生产生活用电负载；并且/或者，所述能量型储能模块还能够被控制而选择性地实施以下操作：c2)将所述第二电力提供给所述微电网中的其他生产生活用电负载；其中，所述功率分配还包括：c3)第三功率分配，即所述电力管理模块根据所述微电网中的其他生产生活用电需求，实施的针对所述微电网中的其他生产生活用电需求的功率分配。
[0008]可选的，所述设定分配比例由人工在所述电力管理模块中设定或由所述电力管理模块根据预设策略自动设定。
[0009]可选的，当所述电力管理模块接收到需要使所述功率型储能模块或所述能量型储能模块同时向所述外部电网和所述充电桩提供电力的需求时，则自动地将所述功率型储能模块或所述能量型储能模块用于所述第二功率分配的电力的设定分配比例调低并将所述功率型储能模块或所述能量型储能模块用于所述第一功率分配的电力的设定分配比例调高。
[0010]可选的，所述微电网储能系统还包括计费模块，用于对设定周期内所述电力管理模块通过所述功率分配后的供电收益进行计算并输出计算结果；所述计费模块根据分配至不同用途的电力的供电量以及与该用途一一对应的预设单位电价分别计算出分配至不同用途的电力的供电收益。
[0011]可选的，所述功率型储能模块为磁悬浮飞轮储能装置。可选的，所述能量型储能模块为电池储能装置。所述电池储能装置可以采用铅酸蓄电池、磷酸铁锂电池、全钒液流电池等。可选的，所述分布式发电装置为太阳能光伏电站。
[0012]可选的，所述磁悬浮飞轮储能装置包括密封壳体、电动机发电机一体机和飞轮，所述电动机发电机一体机的转子与所述飞轮转子同轴连接形成转子轴，所述转子轴通过上保护轴承、上径向磁悬浮轴承、下径向磁悬浮轴承、下保护轴承以及轴向磁悬浮轴承安装在所述密封壳体中。
[0013]可选的，所述轴向磁悬浮轴承包含上轴向磁悬浮轴承和下轴向磁悬浮轴承，所述上轴向磁悬浮轴承设置在所述飞轮上端并通过电磁力作用于所述飞轮上端面，所述下轴向磁悬浮轴承设置在所述飞轮下端并通过电磁力作用于所述飞轮下端面，所述上轴向磁悬浮轴承和所述下轴向磁悬浮轴承通过分别作用于所述飞轮上端面和下端面的电磁力使所述转子轴保持轴向悬浮状态。
[0014]根据本申请的第二个方面，提供了一种微电网储能系统，包括：功率型储能模块，用于储存分布式发电装置产生的第一电力并能够被控制而选择性地实施以下至少一种操作：a1)将所述第一电力提供给外部电网进行调频和/或调峰，b1)将所述第一电力提供给所述微电网所辖充电站的充电桩以对电动车辆进行快充充电；能量型储能模块，用于储存所述分布式发电装置产生的第二电力并能够被控制而选择性地实施以下至少一种操作：a2)
将所述第二电力提供给外部电网进行调频和/或调峰，b2
’
)将所述第二电力提供给所述微电网中的其他生产生活用电负载；电力管理模块，用于对所述功率型储能模块以及所述能量型储能模块中储存的电力的使用进行功率分配，所述功率分配包括：a3)第一功率分配，即所述电力管理模块响应所述外部电网的调频和/或调峰需求，利用所述功率型储能模块和/或能量型储能模块的电力输出特性，实施的针对所述外部电网的调频和/或调峰需求的功率分配，b3
’
)第二功率分配，即所述电力管理模块响应所述充电站内的充电需求，实施的针对所述充电站的充电需求的功率分配，c3)第三功率分配，即所述电力管理模块根据所述微电网中的其他生产生活用电需求，实施的针对所述微电网中的其他生产生活用电需求的功率分配；其中，所述电力管理模块根据设定分配比例确定所述功率型储能模块和所述能量型储能模块分别用于所述第一功率分配、所述第二功率分配和所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.微电网储能系统，其特征在于，包括：功率型储能模块，用于储存分布式发电装置产生的第一电力并能够被控制而选择性地实施以下至少一种操作：a1)将所述第一电力提供给外部电网进行调频和/或调峰，b1)将所述第一电力提供给所述微电网所辖充电站的充电桩以对电动车辆进行快充充电；能量型储能模块，用于储存所述分布式发电装置产生的第二电力并能够被控制而选择性地实施以下至少一种操作：a2)将所述第二电力提供给外部电网进行调频和/或调峰，b2)将所述第二电力提供给所述微电网所辖充电站的充电桩以对电动车辆进行慢充充电；电力管理模块，用于对所述功率型储能模块以及所述能量型储能模块中储存的电力的使用进行功率分配，所述功率分配包括：a3)第一功率分配，即所述电力管理模块响应所述外部电网的调频和/或调峰需求，利用所述功率型储能模块和所述能量型储能模块的电力输出特性，实施的针对所述外部电网的调频和/或调峰需求的功率分配，b3)第二功率分配，即所述电力管理模块响应所述充电站内的充电需求，利用所述功率型储能模块和所述能量型储能模块的电力输出特性，实施的针对所述充电站的充电需求的功率分配，所述电力管理模块根据设定分配比例确定所述功率型储能模块和所述能量型储能模块分别用于所述第一功率分配和所述第二功率分配的电力上限。2.如权利要求1所述的微电网储能系统，其特征在于：所述功率型储能模块还能够被控制而选择性地实施以下操作：c1)将所述第一电力提供给所述微电网中的其他生产生活用电负载；并且/或者，所述能量型储能模块还能够被控制而选择性地实施以下操作：c2)将所述第二电力提供给所述微电网中的其他生产生活用电负载；其中，所述功率分配还包括：c3)第三功率分配，即所述电力管理模块根据所述微电网中的其他生产生活用电需求，实施的针对所述微电网中的其他生产生活用电需求的功率分配。3.如权利要求1所述的微电网储能系统，其特征在于：所述设定分配比例由所述电力管理模块根据预设策略自动设定；并且/或者，当所述电力管理模块接收到需要使所述功率型储能模块或所述能量型储能模块同时向所述外部电网和所述充电桩提供电力的需求时，则自动地将所述功率型储能模块或所述能量型储能模块用于所述第二功率分配的电力的设定分配比例调低并将所述功率型储能模块或所述能量型储能模块用于所述第一功率分配的电力的设定分配比例调高。4.如权利要求1所述的微电网储能系统，其特征在于：还包括计费模块，用于对设定周期内所述电力管理模块通过所述功率分配后的供电收益进行计算并输出计算结果；所述计费模块根据分配至不同用途的电力的供电量以及与该用途一一对应的预设单位电价分别
计算出分配至不同用途的电力的供电收益。5.如权利要求1
‑
4中任意一项权利要求所述的微电网储能系统，其特征在于：所述功率型储能模块为磁悬浮飞轮储能装置；并且/或者，所述能量型储能模块为电池储能装置；并且/或者，所述分布式发电装置为太阳能光伏电站。6.如权利要求5所述的微电网储能系统，其特征在于：所述磁悬浮飞轮储能装置包括密封壳体、电动机发电机一体机和飞轮，所述电动机发电机一体机的转子与所述飞轮转子同轴连接形成转子轴，所述转子轴通过上保护轴承、上径向磁悬浮轴承、下径向磁悬浮轴承、下保护轴承以及轴向磁悬浮轴承安装在所述密封壳体中；所述轴向磁悬浮轴承包含上轴向磁悬浮轴承和下轴向磁悬浮轴承，所述上轴向磁悬浮轴承设置在所述飞轮上端并通过电磁力作用于所述飞轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩岳丞，钟心，钟培毓，刘伟，葛亮，逯晓宇，王鼎，周皇，谯小潞，冯城武，黄建诚，熊强，赵文昊，邓康强，刘映灿，李邹坤谕，杨淳岚，刘志健，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：