智能型储能机及其工作方法技术

本发明专利技术提供一种智能型储能机及其工作方法，大规模使用智能型储能机可使电网用电负荷相对稳定，平衡昼夜用电负荷，实现“削峰填谷”的作用；且有小型风电、光伏发电输入接口，轻松实现新能源接入电力系统。智能型储能机，包括有柜壳、控制系统、能源装置和储能装置：能源装置用于为负载提供能源；所述能源装置包括有光能装置、风能装置和市电；光能装置和风能装置产生的电能储存在储能装置中；所述储能装置为一种储能电池组，所述储能电池组用于储存光能装置和风能装置产生的能源以及市电充电的能源；所述控制系统包括有：风光互补控制器、并网逆变器、离网逆变器、PLC控制器、电池管理系统以及双向智能电度表。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于家用电器的
，涉及，尤指用于家庭、公共场所使用的。
技术介绍
随着经济和现代工业 的发展，社会对电能的要求日趋增长，电力用户对供电质量，供电稳定性的要求也越来越高。各大电网正在高负荷的给各工商住户业输送电力，但是用电高峰都在白天较多，夜间用电基本减少，使得各大电网的峰谷差日趋增大，而发电站却不能停止工作。因此，在夜间易造成电力资源的浪费。而风力、光能发电，容易受天气等自然因素的影响，造成电压及功率极不稳定。另外，随着近年修建的大型超临界发电机组和核能发电机组的电站(不能频繁开停)陆续投产发电及国家对宏观经济的调控和高耗能企业的限制，低谷时缺乏调峰手段的问题将更为突出。近二三十年来，储能技术有了较快的发展，通常以抽水储能、蓄冰储能、电池储能、飞轮储能等多种形式出现，其中抽水蓄能电站有一定的使用规模，抽水储能在日、美、意、德、法等国家装机容量较多，但因其投资规模较大、受地理环境限制、对水资源造成污染等原因，发展受到限制。电池储能技术是最近几年发展的新型储能技术，MW级工业储能电站在国内外都有使用，但工业储能电站以电力公司为建设单位，主要解决整个电网的电力调配，忽略了以家庭为单元的小型电力储能需求，大型工业储能电站难以解决家庭用电问题。智能型储能设备解决了电网夜间浪费、由助有电网调峰、解决风能和光能发电无法并网等问题，适合于中小容量电能储能场合，如家庭、别墅、医院、农场、岛屿、户外临时电源等场合。同时智能储能设备可作为备用电源，当市电停电时，智能型储能设备提供电源输出；并实现错峰用电，节约电费支出。现有技术中尚没有公开具有理想效果的智能型储能设备的技术方案。在现有技术中，多数仅仅涉及备用电源设备，或单个的风光储能，例如只是采用铅酸电池作成不间断电源，没有风光储能，双向送电功能。仍然存在需要解决的以下问题I、家庭二次能源发电储能电池循环寿命短的问题；2、家庭发电有富余时不能并网卖电的问题；3、家庭用电计量没用和智能家电控制对接的问题；4、解决无法享受低谷电价的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，大规模使用家庭储能设备可使电网用电负荷相对稳定，平衡昼夜用电负荷，实现“削峰填谷”的作用；且有小型风电、光伏发电输入接口，轻松实现新能源接入电力系统。本专利技术是通过以下技术方案来实现的智能型储能机，包括有柜壳、控制系统、能源装置和储能装置所述能源装置用于为负载提供能源；其中所述能源装置包括有光能装置、风能装置和市电；所述光能装置用于收集太阳光能，并通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能；所述风能装置用于将风力中包含的机械能转换为电能；光能装置和风能装置产生的电能储存在储能装置中；所述储能装置为一种储能电池组，所述储能电池组用于储存光能装置和风能装置产生的能源以及市电充电的能源；所述控制系统包括有风光互补控制器、并网逆变器、离网逆变器、PLC控制器、电池管理系统以及双向智能电度表；所述风光互补控制器是一种能量转化装置，所述光能装置和风能装置通过风光互补控制器进行控制和调整并输出电压稳定的直流电源对储能电池组进行充电，把电能储存在储能电池组里；所述并网逆变器用于实时检测市电的参数，实现将储能电池组的能量逆变输出回馈给市电； 所述离网逆变器(具备UPS逆变器功能)用于实现直流电到交流电的转换控制，当市电停止供电时，离网逆变器快速切换到储能电池组为负载供电电源，保障负载用电不间断；所述PLC控制器，是智能型储能机各个组成模块协调控制的核心控制部分，以通讯的方式连接各个模块，依据监测的电池参数、设定参数、输出需求，制定并向各个组成模块输出的内部控制指令；所述电池管理系统，用于保护和控制所述储能电池组；电池管理系统实时监测、监视单体电池的参数及特征点温度，同时电池管理系统根据监测数据计算出电池剩余电量，针对监测结果输出相应的控制管理模式；所述双向智能电度表用于电能双向计量，同时能够分时电价计费；所述储能电池组、风光互补控制器、并网逆变器、离网逆变器、PLC控制器、电池管理系统以及双向智能电度表均设置在柜壳上或内腔中。智能型储能机的工作方法，其中，包括如下步骤①当市电处于正常状态，储能电池组的容量小于放电下限，且当前处于低谷电价时段时，控制系统指令市电对储能电池组充电，当市电充电后储能电池组容量达到设定的上限，停止市电充电；②当市电处于正常状态，储能电池组的容量大于放电下限、且不大于风光充电上限、同时当前处于高峰电价时段时，光能装置、风能装置对储能电池组充电，同时断开市电电源，智能型储能机逆变输出，为负载提供电源，减少电费支出；③当市电处于正常状态，储能电池组的容量大于设定逆变上限，且当前处于高峰电价时段，控制系统指令并网逆变器输出，“卖电”给电网。本专利技术的有益效果如下本专利技术的智能型储能机，首先作为家庭储能设备使用，由于能源装置包括有光能装置、风能装置和市电，控制系统包括有风光互补控制器、并网逆变器、离网逆变器、PLC控制器、电池管理系统以及双向智能电度表；大规模使用该智能型储能机可使电网用电负荷相对稳定，平衡昼夜用电负荷，实现“削峰填谷”的作用。对关键场所如基站、数据中心、医院急症室、电站控制室等可满足后备电源的功能，保证系统供电稳定，对设备正常运转提供供电安全保障。当市电停电时，家庭储能设备提供电源输出，可满足1-2天的临时供电。本专利技术的智能型储能机增加并网馈电功能，实现小型分布式能源发电系统；具备电能双向计量功能，同时具备分时电价计费等功能。同时还具备以下扩展功能有小型风电，光伏发电输入接口，轻松实现新能源接入电力系统；设备有通讯接口，可实现智能家电控制功能；模块式设计，系统扩容简单方便。具体优点描述如下(I)、备用电源功能当市电异常或停电时，家庭储能器瞬间切换到电池供电输出，为负载提供可靠电源。(2)、实现错峰用电，节约电费支出在实行“峰谷电价”的地区，家庭储能器可实现“谷时存电，峰时输出”，达到始终消费低价电的效果，同时减轻电网峰时用电的负担。(3)、预留小型风电、光伏发电输入接口，轻松实现新能源接入电力系统，家少电费支出。 (4)、在允许家庭向电网并网馈电的地区，可选配并网配件，当风光电二次能源供大于求时，可通过家庭储能器向电网并网馈电，实现卖电收益。(5)、家庭储能器具备电费双向计量功能、智能家电控制等功能。￠)、模块式设计，系统扩容简单方便，扩容后，可满足大容量输出场合使用。智能型储能机在家庭使用时的经济效益主要表现以下方面一、实现错峰用电，节约电费支出。如果实现峰谷电价，按照当前工业峰谷电价计算，使用家用储能设备月电费节约计算如下(以珠海为例)目前低谷电价为O.34元/度、峰时电价为I. 08元/度、中小家庭一月用电量按150度考虑，可节约电费=(峰时电价低谷电价)*月用电量=(1·080·34)*150 = 111元，一年节约电费111*12 = 1332元。二、设备输出是以电池电量逆变输出供给用电负荷，避免家电因市电供电压波动对家电造成的损坏，保证家用电器供电电压稳定度高，延长家电寿命。三、备用电源的功能，市电停电时，智能型储能机可实现不间断电源功能，保证用电正常，满足家用供电的高品质需求。四、可定制增加风光发电储存功能，实现二次能源的接入，可以使家庭用电达到零成本(如本文档来自技高网...

【技术保护点】
智能型储能机，包括有柜壳(10)、控制系统、能源装置和储能装置：所述能源装置用于为负载提供能源；其特征在于：所述能源装置包括有光能装置、风能装置和市电；所述光能装置用于收集太阳光能，并通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能；所述风能装置用于将风力中包含的机械能转换为电能；光能装置和风能装置产生的电能储存在储能装置中；所述储能装置为一种储能电池组(1)，所述储能电池组(1)用于储存光能装置和风能装置产生的能源以及市电充电的能源；所述控制系统包括有：风光互补控制器(8)、并网逆变器(3)、离网逆变器(4)、PLC控制器(5)、电池管理系统(6)以及双向智能电度表(7)；所述风光互补控制器(8)是一种能量转化装置，所述光能装置和风能装置通过风光互补控制器进行控制和调整并输出电压稳定的直流电源对储能电池组进行充电，把电能储存在储能电池组里；所述并网逆变器(3)用于实时检测市电的参数，实现将储能电池组的能量逆变输出回馈给市电；所述离网逆变器(4)用于实现直流电到交流电的转换控制，当市电停止供电时，离网逆变器快速切换到储能电池组为负载供电电源，保障负载用电不间断；所述PLC控制器(5)，是智能型储能机各个组成模块协调控制的核心控制部分，以通讯的方式连接各个模块，依据监测的电池参数、设定参数、输出需求，制定并向各个组成模块输出的内部控制指令；所述电池管理系统(6)，用于保护和控制所述储能电池组；电池管理系统实时监测、监视单体电池的参数及特征点温度，同时电池管理系统根据监测数据计算出电池剩余电量，针对监测结果输出相应的控制管理模式；所述双向智能电度表(7)用于电能双向计量，同时能够分时电价计费；所述储能电池组(1)、风光互补控制器(8)、并网逆变器(3)、离网逆变器(4)、PLC控制器(5)、电池管理系统(6)以及双向智能电度表(7)均设置在柜壳(10)上或内腔中。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜长征，张权标，朱红彬，魏银仓，张兵，
申请(专利权)人：珠海银通新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：