CN108520475A - 一种分布式电站系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种分布式电站系统，包括发电单元、用于传输电能的基础设施单元和电能消费单元；所述发电单元和电能消费单元分别与基础设施单元电连接；所述发电单元产生的电能通过基础设施单元供电能消费单元使用，各单元均设置有记录电能传输量的电能计量装置和拥有运算电量积分能力的算力模块；每个电站投资用户拥有唯一一个账户，使用该账户认购发电单元、基础设施单元或电能消费单元中的任意一个单元或多个单元；各单元上的电能计量装置检测流经该单元的电能传输量，并发送给该单元上的算力模块；该算力模块将该电能传输量转化为电量积分，并将该电量积分累加到该单元认购者的账户上；用户通过电能消费单元将账户上的积分兑换为电能使用。

Description

一种分布式电站系统
技术领域
本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种分布式电站系统。
背景技术
为响应国家环境保护的号召，保护人类赖以生存的家园，必须采取措施减少化石能源的耗用大力开发清洁、干净的新能源和可再生能源，走绿色能源道路。太阳能光伏发电是一种十分具有前景的可再生清洁能源，也是被认为最有优势的一种可再生能源，近年来获得了快速发展，而投资太阳能电站也成为了一种新兴的投资方向。目前电站只能整体投资，投资门槛太高阻止了很多小额投资人的投资步伐。
目前电站所发电能主要采用并网模式，电站发出的电通过逆变器和升压站上行到电网系统中，电网系统再将电能输送给用户终端，这种模式具有如下缺点：
1、所发电能需要通过大范围的传输，传输过程中电能损失巨大。
2、用户投资太阳能发电站所获收益不直观，用户认购分布式电站收益和消费电量的计量不合理。
目前现有技术中存在分布式发电系统的积分方法，如专利号CN201010560834.X的一种适用于分布式发电系统的积分方法，但因其需针对整个发电系统进行积分计算，针对不同发电系统所独有的不同动态模型进行计算，无法解决用户单独投资分布式电站中某个单元的投资方式的电量积分计算。
发明内容
本发明提出一种分布式电站系统，将电站拆分成各个单元供投资人认购，降低了投资门槛，发电单元发出的电量直接供电能消费单元使用，实现电能的就近使用，减少了电能大范围传输引起的电量损耗；并提供一种电量积分标称值，实现用户认购收益和消费的计量标准化。
本发明的技术方案如下：
一种分布式电站系统，包括发电单元、用于传输电能的基础设施单元和电能消费单元；所述发电单元和电能消费单元分别与基础设施单元电连接；所述发电单元产生的电能通过基础设施单元供电能消费单元使用，各单元均设置有记录电能传输量的电能计量装置和拥有运算电量积分能力的算力模块；每个电站投资用户拥有唯一一个账户，使用该账户认购发电单元、基础设施单元或电能消费单元中的任意一个单元或多个单元；各单元上的电能计量装置检测流经该单元的电能传输量，并发送给该单元上的算力模块；该算力模块通过智能合约将该电能传输量转化为电量积分，并将该电量积分累加到该单元认购者的账户上；用户通过电能消费单元将账户上的积分兑换为电能使用。
进一步的，用户在电能消费单元消费电能时，该电能消费单元上的电能计量装置检测基础设施单元向该电能消费单元的电能传输量，即用户消费的电量, 该电能消费单元上的算力模块将该电能传输量通过第一智能合约转化为电量积分，并将其作为消费掉的电量积分，从该用户的账户上扣除该消费掉的电量积分，实现用户认购收益和消费的计量。
进一步的，所述基础设施单元包括依次串接的直流汇流箱、直流配电网和逆变器；所述发电单元与直流汇流箱电连接；所述电能消费单元包括直流电用电终端和交流电用电终端；所述直流电用电终端与直流配电网电连接；所述交流电用电终端与逆变器电连接；所述基础设施单元的各部分均设置有电能计量装置和算力模块。
进一步的，还包括一用于储存多余电量的储电单元；所述储电单元与直流配电网电连接；所述储电单元上设置有电能计量装置和算力模块；用户使用账户认购储电单元；所述储电单元上的算力模块将电能计量装置检测到的流入该储电单元的电能传输量通过第二智能合约转化为电量积分并累加到该储电单元认购者的账户上。
进一步的，所述基础设施单元还包括整流器和变压器；所述变压器分别与交流电用电终端和一电网系统电连接；所述整流器连接所述直流配电网与变压器。
进一步的，所述发电单元发出的电量通过基础设施单元传输到电能消费单元进行使用；所述当发电单元产生的电能超过电能消费单元的电能需求且储电单元的容量未满，则多余的电能通过基础设施单元传输给储电单元储存；当发电单元产生的电能超过电能消费单元的电能需求且储电单元的容量已满，则将多余电能通过基础设施单元传输给电网系统；当发电单元产生的电能不足以满足电能消费单元的电能需求且储电单元中有电量储备，则储电单元将储存的电能通过基础设施单元传输给电能消费单元消费；当发电单元产生的电能不足以满足电能消费单元的电能需求且储电单元中无电量储备，则电能消费单元直接由电网系统供电。发电单元产生的电能无需全部上行至电网再由电网统一供电，实现电能的就近使用，减少了电能大范围传输引起的电量损耗。
进一步的，所述算力模块为本身具有运算能力的ETH矿机。
进一步的，所述算力模块包括一互联网交互接口，所述互联网交互接口与一ETH虚拟矿机实现数据交互，由ETH虚拟矿机为该算力模块提供运算能力。
进一步的，发电单元包括光伏发电单元、风力发电单元、火力发电单元、水力发电单元和核电发电单元；所述储电设施包括蓄电池、超级电容器、抽水蓄能电站和空气蓄能电站。
进一步的，所述电能消费单元包括共享充电宝、电动摩托车充电站、电动汽车充电站、电动公交充电站和工厂配电箱；所述直流电用电终端包括共享充电宝；所述交流电用电终端包括电动摩托车充电站、电动汽车充电站、电动公交充电站和工厂配电箱。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明的发电单元发出的电量直接供电能消费单元使用，实现电能的就近使用，减少了电能大范围传输引起的电量损耗。
2、本发明以电量积分交换的形式实现用户认购收益和消费的计量标准化。
3、本发明将电站拆分成各个单元供投资人认购，降低了投资门槛。
4、本发明设有储电单元，在发电单元无法正常工作时为电能消费单元提供电能，增大了电能消费单元的可靠性，进一步实现电能的就近使用。
5、本发明采用电能计量装置检测各单元电能传输量，并通过算力模块中的智能合约配合计算用户的收益，公信力高，计算准确，适用于用户单独投资分布式电站中某个单元的投资方式的电量积分计算。
附图说明
图1为本发明分布式电站系统的结构示意图；
图2为本发明分布式电站系统在多地区情况下的信号流向图。
图中附图标记表示为：
1、发电单元；2、基础设施单元；21、直流汇流箱；22、直流配电网；23、逆变器；24、变压器；25、整流器；3、储电单元；4、电能消费单元；41、直流电用电终端；42、交流电用电终端；5、电网系统。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。
参见图1至图2，一种分布式电站系统，包括发电单元1、用于传输电能的基础设施单元2和电能消费单元4；所述发电单元1和电能消费单元4分别与基础设施单元2电连接；所述发电单元1产生的电能通过基础设施单元2供电能消费单元4使用，各单元均设置有记录电能传输量的电能计量装置和拥有运算电量积分能力的算力模块；每个电站投资用户拥有唯一一个账户，使用该账户认购发电单元1、基础设施单元2或电能消费单元4中的任意一个单元或多个单元；各单元上的电能计量装置检测流经该单元的电能传输量各单元上的电能计量装置检测流经该单元的电能传输量E，并发送给该单元上的算力模块；该算力模块通过智能合约W=kE将该电能传输量E转化为电量积分W，并将该电量积分W累加到该单元认购者的账户上；k为一预设参数，某一单元的k值大小根据该单元购价、型号和寿命等因素决定；一般地，不同单元中购价更高的单元其智能合约中的k值更大，不同单元中购价更低的相同单元中购价更高的单元其智能合约中的k值更小；相同单元中购价更高的、寿命更长型号的部分其智能合约中的k值更大，相同单元中购价更低的、寿命更短型号的部分其智能合约中的k值更小；各单元上的智能合约中的k值取值各不相同，包括k1、k2、k3...kn；用户通过电能消费单元4将账户上的积分兑换为电能使用。
进一步的，用户在电能消费单元4消费电能时，该电能消费单元4上的电能计量装置检测基础设施单元2向该电能消费单元4的电能传输量E1，即用户消费的电量, 该电能消费单元4上的算力模块将该电能传输量E1通过第一智能合约W1=k1E1转化为电量积分W1，并将其作为消费掉的电量积分，从该用户的账户上扣除该消费掉的电量积分，实现用户认购收益和消费的计量。
进一步的，所述基础设施单元2包括一整流器25，以及依次串接的直流汇流箱21、直流配电网22、逆变器23和变压器24；所述整流器25连接所述直流配电网22与变压器24；所述发电单元1与直流汇流箱21电连接；所述变压器24与电网系统5电连接；所述电能消费单元4包括直流电用电终端41和交流电用电终端42；所述直流电用电终端41与直流配电网22电连接；所述交流电用电终端42与逆变器23电连接；所述基础设施单元2的各部分均设置有电能计量装置和算力模块。
进一步的，还包括一用于储存多余电量的储电单元3；所述储电单元3与直流配电网22电连接；所述储电单元3上设置有电能计量装置和算力模块；用户使用账户认购储电单元3；所述储电单元3上的算力模块将电能计量装置检测到的流入该储电单元3的电能传输量E2通过第二智能合约W2=k2E2转化为电量积分W2并累加到该储电单元3认购者的账户上。
进一步的，所述发电单元1上的电能计量装置检测该发电单元1向基础设施单元2的电能传输量E3并发送给该发电单元1上的算力模块，该算力模块通过第三智能合约W3=k3E3将电能传输量E3转化为电量积分W3，并将电量积分W3累加到该发电单元1认购者的账户上。
进一步的，所述基础设施单元2上的电能计量装置检测发电单元1向该基础设施单元2的电能传输量E3并发送给该基础设施单元2上的算力模块，该算力模块通过第四智能合约W4=k4E3计算出电量积分W4，并将电量积分W4累加到该基础设施单元2认购者的账户上。
进一步的，所述基础设施单元2将电能传输给电能消费单元4，用户通过任意地区的电能消费单元4将账户上的电量积分兑换为电能使用；所述电能消费单元4上的电能计量装置检测基础设施单元2向该电能消费单元4的电能传输量E1并发送给该电能消费单元4上的算力模块，该算力模块通过第五智能合约W5=k5E1计算出电量积分W5；该算力模块将电量积分W5累加到该电能消费单元4认购者的账户上。
进一步的，所述基础设施单元2上的电能计量装置检测该基础设施单元2向电网系统5的电能传输量E6和电网系统5向该基础设施单元2的电能传输量E7；并将E6、E7发送给该基础设施单元2上的算力模块，该算力模块通过第六智能合约W6=k6(E6-E7)计算出电量积分W6；该算力模块将电量积分W6累加到该电网系统5的账户上。在此系统中，电网系统5连通各地区的基础设施单元2，相当于一条路径，电量积分W6为使用电网系统5传输电量的报酬。
进一步的，所述算力模块为本身具有运算能力的ETH矿机。
进一步的，所述算力模块包括一互联网交互接口，所述互联网交互接口与一ETH虚拟矿机实现数据交互，由ETH虚拟矿机为该算力模块提供运算能力。
进一步的，发电单元1包括光伏发电单元、风力发电单元、火力发电单元、水力发电单元和核电发电单元；所述储电设施3包括蓄电池、超级电容器、抽水蓄能电站和空气蓄能电站。
进一步的，所述电能消费单元4包括共享充电宝、电动摩托车充电站、电动汽车充电站、电动公交充电站和工厂配电箱；所述直流电用电终端41包括共享充电宝；所述交流电用电终端42包括电动摩托车充电站、电动汽车充电站、电动公交充电站和工厂配电箱。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种分布式电站系统，其特征在于：包括发电单元（1）、用于传输电能的基础设施单元（2）和电能消费单元（4）；所述发电单元（1）和电能消费单元（4）分别与基础设施单元（2）电连接；所述发电单元（1）产生的电能通过基础设施单元（2）供电能消费单元（4）使用，各单元均设置有记录电能传输量的电能计量装置和拥有运算电量积分能力的算力模块；每个电站投资用户拥有唯一一个账户，使用该账户认购发电单元（1）、基础设施单元（2）或电能消费单元（4）中的任意一个单元或多个单元；各单元上的电能计量装置检测流经该单元的电能传输量，并发送给该单元上的算力模块；该算力模块通过智能合约将该电能传输量转化为电量积分，并将该电量积分累加到该单元认购者的账户上；用户通过电能消费单元（4）将账户上的积分兑换为电能使用。
2.根据权利要求1所述的一种分布式电站系统，其特征在于：用户在电能消费单元（4）消费电能时，该电能消费单元（4）上的电能计量装置检测基础设施单元（2）向该电能消费单元（4）的电能传输量，即用户消费的电量, 该电能消费单元（4）上的算力模块将该电能传输量通过第一智能合约转化为电量积分，并将其作为消费掉的电量积分，从该用户的账户上扣除该消费掉的电量积分，实现用户认购收益和消费的计量。
3.根据权利要求1所述的一种分布式电站系统，其特征在于：所述基础设施单元（2）包括依次串接的直流汇流箱（21）、直流配电网（22）和逆变器（23）；所述发电单元（1）与直流汇流箱（21）电连接；所述电能消费单元（4）包括直流电用电终端（41）和交流电用电终端（42）；所述直流电用电终端（41）与直流配电网（22）电连接；所述交流电用电终端（42）与逆变器（23）电连接；所述基础设施单元（2）的各部分均设置有电能计量装置和算力模块。
4.根据权利要求3所述的一种分布式电站系统，其特征在于：还包括一用于储存多余电量的储电单元（3）；所述储电单元（3）与直流配电网（22）电连接；所述储电单元（3）上设置有电能计量装置和算力模块；用户使用账户认购储电单元（3）；所述储电单元（3）上的算力模块将电能计量装置检测到的流入该储电单元（3）的电能传输量通过第二智能合约转化为电量积分并累加到该储电单元（3）认购者的账户上。
5.根据权利要求4所述的一种分布式电站系统，其特征在于：所述基础设施单元（2）还包括整流器（25）和变压器（24）；所述变压器（24）分别与交流电用电终端（42）和一电网系统（5）电连接；所述整流器（25）连接所述直流配电网（22）与变压器（24）。
6.根据权利要求5所述的一种分布式电站系统，其特征在于：所述发电单元（1）发出的电量通过基础设施单元（2）传输到电能消费单元（4）进行使用；所述当发电单元（1）产生的电能超过电能消费单元（4）的电能需求且储电单元（3）的容量未满，则多余的电能通过基础设施单元（2）传输给储电单元（3）储存；当发电单元（1）产生的电能超过电能消费单元（4）的电能需求且储电单元（3）的容量已满，则将多余电能通过基础设施单元（2）传输给电网系统（5）；当发电单元（1）产生的电能不足以满足电能消费单元（4）的电能需求且储电单元（3）中有电量储备，则储电单元（3）将储存的电能通过基础设施单元（2）传输给电能消费单元（4）消费；当发电单元（1）产生的电能不足以满足电能消费单元（4）的电能需求且储电单元（3）中无电量储备，则电能消费单元（4）直接由电网系统（5）供电；发电单元（1）产生的电能无需全部上行至电网再由电网统一供电，实现电能的就近使用，减少了电能大范围传输引起的电量损耗。
7.根据权利要求3所述的一种分布式电站系统，其特征在于：所述算力模块为本身具有运算能力的ETH矿机。
8.根据权利要求3所述的一种分布式电站系统，其特征在于：所述算力模块包括一互联网交互接口，所述互联网交互接口与一ETH虚拟矿机实现数据交互，由ETH虚拟矿机为该算力模块提供运算能力。
9.根据权利要求1所述的一种分布式电站系统，其特征在于：发电单元（1）包括光伏发电单元、风力发电单元、火力发电单元、水力发电单元和核电发电单元；所述储电设施（3）包括蓄电池、超级电容器、抽水蓄能电站和空气蓄能电站。
10.根据权利要求1所述的一种分布式电站系统，其特征在于：所述电能消费单元（4）包括共享充电宝、电动摩托车充电站、电动汽车充电站、电动公交充电站和工厂配电箱；所述直流电用电终端（41）包括共享充电宝；所述交流电用电终端（42）包括电动摩托车充电站、电动汽车充电站、电动公交充电站和工厂配电箱。
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