專利名稱:一種儲能電站的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種儲能電站，包括太陽能光伏組件、超級電容器、鈦酸鋰電池、雙向DC/DC變換器和DC/AC逆變器；太陽能光伏組件與超級電容器連接；超級電容器通過第一控制器與雙向DC/DC變換器和DC/AC逆變器連接；雙向DC/DC變換器與鈦酸鋰電池連接；DC/AC逆變器連接至電網(wǎng)。在上述技術(shù)方案中，利用了超級電容器和鈦酸鋰電池進(jìn)行配合存儲電能，能夠在用電低谷時(shí)將太陽能光伏組件接收并轉(zhuǎn)化的電能分別儲存至超級電容器和鈦酸鋰電池中，并能夠?qū)㈦娋W(wǎng)中的電能經(jīng)超級電容器輸送至鈦酸鋰電池中以備不時(shí)之需。而在用電高峰時(shí)可以通過超級電容器對電網(wǎng)進(jìn)行輸送電能，用預(yù)先儲存在鈦酸鋰電池中的電能對超級電容器進(jìn)行補(bǔ)充電能，使超級電容器能夠具有持續(xù)的輸電能力。
【專利說明】
一種儲能電站
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種儲能電站。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，光伏發(fā)電應(yīng)用越來越廣泛，光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應(yīng)原理，利用太陽電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能。不論是獨(dú)立使用還是并網(wǎng)發(fā)電，光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽電池板(組件)、控制器和逆變器三大部分組成，它們主要由電子元器件構(gòu)成。但是光伏發(fā)電受天氣影響很大，光伏發(fā)電只能夠在白天進(jìn)行，晚上用電高峰時(shí)，光伏電站不能發(fā)電，所以沒有儲能裝置是不行的。
[0003]傳統(tǒng)的蓄電池儲能技術(shù)方案中，采用鉛酸電池或者鐵鋰電池作為儲能裝置，但是由于光伏發(fā)電電能質(zhì)量很不穩(wěn)定，浪涌電流對此類電池壽命影響很大，大部分是先將光伏發(fā)電逆變成交流，然后通過整流成直流給儲能元件充電。中國專利號為201210529199.8的專利中公開了一種采用輕型直流輸電，磷酸鐵鋰電池儲電的技術(shù)方案；中國專利號為201410125496.5的專利公開了一種采用二次電池與超級電容混合儲能的技術(shù)方案；中國專利號為201510425930.6的專利公開了一種采用超級電容器和鉛酸電池或鐵電池混合儲能方式的技術(shù)方案。但是無論基于何種方式儲存電能，超級電容器雖然起到對電流的緩沖功能，但其儲存量都太小，一旦超級電容器處于滿電狀態(tài)，將不能發(fā)揮其緩沖功能，另外，儲能裝置也需要很強(qiáng)的大功率充電特性和較長的使用壽命。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中光伏發(fā)電設(shè)備電能儲存小，使超級電容器不能持續(xù)發(fā)揮對電流的緩沖作用、以及儲能裝置的使用壽命短的缺點(diǎn)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本申請?zhí)峁┝巳缦录夹g(shù)方案:
[0006]一種儲能電站，包括太陽能光伏組件、超級電容器、鈦酸鋰電池、雙向DC/DC變換器和DC/AC逆變器；
[0007]所述太陽能光伏組件與所述超級電容器連接；
[0008]所述超級電容器通過第一控制器與所述雙向DC/DC變換器和DC/AC逆變器連接；
[0009 ]所述雙向DC/DC變換器與所述鈦酸鋰電池連接；
[0010] 所述DC/AC逆變器連接至電網(wǎng)。
[0011 ]進(jìn)一步的，在一個(gè)實(shí)施例中，所述儲能電站還包括匯流箱；
[0012]所述匯流箱一端連接所述太陽能光伏組件的輸出端，所述匯流箱的另一端連接所述超級電容器的輸入端。
[0013]進(jìn)一步的，在一個(gè)實(shí)施例中，所述雙向DC/DC變換器與所述鈦酸鋰電池之間通過第二控制器控制，用于實(shí)現(xiàn)所述鈦酸鋰電池與所述超級電容器間互相充電。
[0014]進(jìn)一步的，在一個(gè)實(shí)施例中，所述DC/AC逆變器與所述電網(wǎng)之間通過第三控制器控制，用于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)向所述超級電容器充電。
[0015]在上述技術(shù)方案中，利用了超級電容器和鈦酸鋰電池進(jìn)行配合存儲電能，能夠在用電低谷時(shí)將太陽能光伏組件接收并轉(zhuǎn)化的電能分別儲存至超級電容器和鈦酸鋰電池中，并能夠?qū)㈦娋W(wǎng)中的電能經(jīng)超級電容器輸送至鈦酸鋰電池中以備不時(shí)之需，而用電低谷時(shí)的電費(fèi)較低，一方面能夠節(jié)省花費(fèi)，另一方面能夠緩解用電高峰的供電負(fù)擔(dān)。而在用電高峰時(shí)可以通過超級電容器對電網(wǎng)進(jìn)行輸送電能，用預(yù)先儲存在鈦酸鋰電池中的電能對超級電容器進(jìn)行補(bǔ)充電能，使超級電容器能夠具有持續(xù)的輸電能力，保證用戶的用電需求。以此提高了儲能電站的儲電能力，增長使用壽命。
【附圖說明】

[0016]為了更清楚地說明本申請實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本申請所述的儲能電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型方案，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0019]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中光伏發(fā)電設(shè)備電能儲存小，使超級電容器不能持續(xù)發(fā)揮對電流的緩沖作用、以及儲能裝置的使用壽命短的缺點(diǎn)，本申請?zhí)峁┝艘环N儲能電站，包括太陽能光伏組件1、超級電容器3、鈦酸鋰電池8、雙向DC/DC變換器7和DC/AC逆變器5;所述太陽能光伏組件I與所述超級電容器3連接;可以將太陽能光伏組件I接收的太陽光能轉(zhuǎn)化為電能；所述超級電容器3通過第一控制器4與所述雙向DC/DC變換器7和DC/AC逆變器5連接;所述雙向DC/DC變換器7與所述鈦酸鋰電池8連接;所述DC/AC逆變器5連接至電網(wǎng)6，第一控制器4與雙向DC/DC變換器7連接，可直接將超級電容器3中的電能輸送至電網(wǎng)6，還能夠?qū)㈦娔茏優(yōu)橹绷麟娸斔椭菱佀徜囯姵?中進(jìn)行電能的儲存，鈦酸鋰電池8的負(fù)極采用零應(yīng)變材料，可使充放電的性能提高，能夠進(jìn)行10倍率的充放電，壽命也達(dá)20000次以上，能很好滿足光伏直流輸電的儲能元件要求;第一控制器4與DC/AC逆變器5連接，可將太陽能光伏組件I發(fā)出的直流電，經(jīng)超級電容器3，再通過DC/AC逆變器逆變成交流電輸送至電網(wǎng)6，由此可以減少由于太陽能光伏組件I發(fā)電的不穩(wěn)定性對電網(wǎng)6的沖擊。
[0020]進(jìn)一步的，在一個(gè)實(shí)施例中，所述儲能電站還包括匯流箱2;
[0021]所述匯流箱2—端連接所述太陽能光伏組件I的輸出端，所述匯流箱2的另一端連接所述超級電容器3的輸入端。太陽能光伏組件I發(fā)出的直流電，經(jīng)匯流箱2直接輸入至超級電容器3中，超級電容器3又通過雙向DC/DC變換器7將直流電輸送至鈦酸鋰電池8中儲存，在電能傳輸?shù)倪^程中，全部采用直流電進(jìn)行傳輸，相比于交流電傳輸會減少電能的消耗，提高電能輸送質(zhì)量。
[0022]進(jìn)一步的，在一個(gè)實(shí)施例中，所述雙向DC/DC變換器7與所述鈦酸鋰電池8之間通過第二控制器9控制，用于實(shí)現(xiàn)所述鈦酸鋰電池8與所述超級電容器3間互相充電。這是用于在實(shí)際使用中，當(dāng)超級電容器3饋電時(shí)，可由第二控制器9進(jìn)行控制，將儲存在鈦酸鋰電池8中的電能通過雙向DC/DC變換器7輸送至超級電容器3對其進(jìn)行充電。
[0023]進(jìn)一步的，在一個(gè)實(shí)施例中，所述DC/AC逆變器5與所述電網(wǎng)之間通過第三控制器10控制，用于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)6向所述超級電容器3充電。這是在實(shí)際使用中，當(dāng)處于用電低谷時(shí)，此時(shí)的電網(wǎng)6的電能費(fèi)用低，這時(shí)便可以通過第三控制器10的控制將費(fèi)用低的電網(wǎng)6中的電能反向輸送至超級電容器3中，在經(jīng)超級電容器3輸送至鈦酸鋰電池8中進(jìn)行儲存，以備適當(dāng)?shù)臅r(shí)候使用，這也是節(jié)省能源，節(jié)省支出的一種方法，而且具有顯著的效果；另一方面也能夠緩解高峰用電的負(fù)擔(dān)。
[0024]通過上述技術(shù)方案，在使用過程中可以根據(jù)實(shí)際的情況選擇不同的方式進(jìn)行電能的儲存和使用;我們生活中會存在用電高峰和用電低谷的時(shí)間段，當(dāng)遇到用電高峰時(shí)，超級電容器3可以將電能逆變成交流電輸送至電網(wǎng)6進(jìn)行供電，以滿足用戶的用電需求，而當(dāng)超級電容器3饋電的時(shí)候，其本身儲存的電能變少，這是鈦酸鋰電池8便可以將預(yù)先存儲的電能輸送至超級電容器3中對超級電容器3進(jìn)行充電，以支持超級電容器3的持續(xù)放電，滿足用戶長時(shí)間的用電需求。而在用電低谷時(shí)，這時(shí)用戶的用電需求不是那么高，所以一般的供電能力便能夠滿足，所以此時(shí)超級電容器3便會將由太陽能光伏組件I接收而來的太陽能轉(zhuǎn)化成電能，輸送至鈦酸鋰電池8中進(jìn)行儲存，以能夠在用電需求增大時(shí)具有足夠的供電能力；同時(shí)，用電低谷時(shí)的電費(fèi)較低，此時(shí)將電網(wǎng)6中電費(fèi)較低的電能經(jīng)超級電容器3輸送至鈦酸鋰電池8中進(jìn)行儲存，以便可以在用電高峰中使用，一方面會節(jié)省花費(fèi)，另一方面也能夠緩解用電高峰時(shí)的供電負(fù)擔(dān)。
[0025]具體使用過程中，所述太陽能光伏組件I將太陽光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茌斔椭了龀夒娙萜?;用以獲取可再生能源，儲存起來進(jìn)行使用。
[0026]所述超級電容器3通過第一控制器4的控制在用電高峰時(shí)將電能輸送至電網(wǎng)6供電，在用電低谷時(shí)將電能輸送至鈦酸鋰電池8中儲存;第一控制器4便用于在用電高峰時(shí)與第三控制器10相配合，將電能輸送至電網(wǎng)6來滿足用戶用電需求，第一控制器4也用于在用電低谷時(shí)與第二控制器9相配合，將超級電容器3中的電能輸送至鈦酸鋰電池8中進(jìn)行儲存，以備不時(shí)之需。
[0027]在所述超級電容器3饋電時(shí)，所述鈦酸鋰電池8通過第一控制器4的控制向超級電容器3充電;此時(shí)，第二控制器9會配合第一控制器4，將鈦酸鋰電池8中的預(yù)先儲存的電能輸送至超級電容器3中，對超級電容器3充電，以支持超級電容器3向電網(wǎng)6持續(xù)送電，滿足用戶用電需求。
[0028]所述第三控制器1還可控制所述電網(wǎng)6向所述超級電容器輸送電能，以通過所述超級電容器3將電網(wǎng)的電能儲存至鈦酸鋰電池8中。這就是在實(shí)際使用中，可在用電低谷時(shí)段，將電網(wǎng)中電費(fèi)較低的電能經(jīng)超級電容器3輸送至鈦酸鋰電池8中進(jìn)行儲存，以便可以在用電高峰中使用，一方面會節(jié)省花費(fèi)，另一方面也能夠緩解用電高峰時(shí)的供電負(fù)擔(dān)。
[0029]以上對本實(shí)用新型所提供的儲能電站、儲能方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種儲能電站，其特征在于，包括太陽能光伏組件、超級電容器、鈦酸鋰電池、雙向DC/DC變換器和DC/AC逆變器； 所述太陽能光伏組件與所述超級電容器連接； 所述超級電容器通過第一控制器與所述雙向DC/DC變換器和DC/AC逆變器連接； 所述雙向DC/DC變換器與所述鈦酸鋰電池連接； 所述DC/AC逆變器連接至電網(wǎng)。2.如權(quán)利要求1所述的儲能電站，其特征在于，還包括匯流箱； 所述匯流箱一端連接所述太陽能光伏組件的輸出端，所述匯流箱的另一端連接所述超級電容器的輸入端。3.如權(quán)利要求1所述的儲能電站，其特征在于，所述雙向DC/DC變換器與所述鈦酸鋰電池之間通過第二控制器控制，用于實(shí)現(xiàn)所述鈦酸鋰電池與所述超級電容器間互相充電。4.如權(quán)利要求1所述的儲能電站，其特征在于，所述DC/AC逆變器與所述電網(wǎng)之間通過第三控制器控制，用于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)向所述超級電容器充電。
【文檔編號】H02J3/38GK205725118SQ201620377406
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】章小康, 瞿志華
【申請人】易電通（北京）儲能科技有限公司