CN112531812A - 具有负荷智能分解功能的模块化移动储能设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有负荷智能分解功能的模块化移动储能设备，其技术特点是：包括主控制板及设备接口模块、智能负荷分解模块、能量管理模块、双向储能逆变模块、北斗定位模块、BMS模块和锂离子电池储能模块；主控制板及设备接口模块与智能负荷分解模块、能量管理模块、双向储能逆变模块和北斗定位模块相连接，能量管理模块与智能负荷分解模块、双向储能逆变模块和BMS模块相连接，锂离子电池储能模块与双向储能逆变模块和BMS模块相连接。本发明能够设备实时高精度定位、设备级用能分析与优化、储能剩余电量使用时间估计、电池智能替换预警等功能，为共享储能运营方提供布点优化、配送路径优化等，也为政府提供夜间经济繁荣指数等能源大数据产品。
Description
技术领域
本发明属于能源技术领域，尤其是一种具有负荷智能分解功能的模块化移动储能设备。
背景技术
共享能源能够为城市经济和人民生活提供了便利，如何更方便、可靠地提供共享能源服务也是电力部门的一项重要工作。
目前，在具有通电能力的场合，可以通过电力线连接能源共享设备并提供共享能源服务，但是，在某些不具有通电能力的场合，如何提供共享能源是迫切需要解决的问题。从消费者角度来说，在不具有通电能力的场合，如何使用共享能源设备以解决传统夜市摊位及疫情防控值守人员用电贵、用电不便的问题；从电力部门角度来说，如何通过共享能源设备的服务获利并通过广告等方式扩大项目本身和综合能源业务的宣传，为政府提供夜间经济运行情况的能源大数据产品。
发明内容
本发明的目地在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理、安全可靠、适用范围广泛的具有负荷智能分解功能的模块化移动储能设备。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种具有负荷智能分解功能的模块化移动储能设备，包括主控制板及设备接口模块、智能负荷分解模块、能量管理模块、双向储能逆变模块、北斗定位模块、BMS模块和锂离子电池储能模块；所述主控制板及设备接口模块与智能负荷分解模块、能量管理模块、双向储能逆变模块和北斗定位模块相连接，所述能量管理模块与智能负荷分解模块、双向储能逆变模块和BMS模块相连接，所述锂离子电池储能模块与双向储能逆变模块和BMS模块相连接。
而且，所述主控制板及设备接口模块还连接有无线通讯模块，该无线通讯模块与云平台相连接实现设备的用能分析、用能优化、经营指导、储能剩余电量使用时间估计、电池智能替换预警功能。
而且，所述主控制板及设备接口模块包括主控制板和对外电能输出接口、电能输入接口；所述主控制板与智能负荷分解模块、能量管理模块、双向储能逆变模块、北斗定位模块相连接实现整体监控功能；所述电能输入接口为220V交流接口，所述对外电能输出接口包括配有IP55等级防水盒的五孔及双USB插座。
而且，所述对外电能输出接口的五孔输出额定电压为230V，额定输出功率为2.5kW，额定频率为50Hz，功率因数为0.99；所述USB接口额定电压5V，额定电流3.1A；所述电能输入接口为220V交流接口，输入功率为2.8kW，额定电压为230V，额定频率为50Hz。
而且，所述智能负荷分解模块为非侵入式智能负荷分解模块，用于识别出接入电器种类、数量、启停时间和启停功率。
而且，所述非侵入式智能负荷分解模块采用EnergyDNA智能用电分析仪模块。
而且，所述BMS模块实现对电池模块的能量管理，包括电池端电压的测量、单体电池间的能量均衡、电池组总电压测量、电池组总电流测量、SOC计算、动态监测动力电池组的工作状态以及数据记录及分析功能。
而且，所述锂离子电池储能模块采用可拆卸式锂离子电池储能模块。
而且，所述北斗定位模块采用北斗高精度定位模块，其通过4G通讯方式接收CORS站的差分改正信息并将其导入到主控制板及设备接口模块进行差分解算，实现定位功能。
而且，所述无线通讯模块采用WIFI通讯模块、5G通讯模块、4G通讯模块或LAN通讯模块。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明采用北斗高精度定位模块实现移动储能设备位置实时在线展示，便于管理与防盗；同时，积累移动储能设备应用位置情况，为夜间经济、防疫工作等应用场景提供能源大数据分析所需位置、轨迹数据；便于移动储能设备共享平台实时展示设备位置，优化移动储能设备分布、提升设备利用率。
2、本发明采用分侵入式智能负荷分解模块，能够智能分析用户负荷类型、大小、使用情况，为用户提供用能优化、经营指导、储能电量剩余使用时间估计、电池替换预警，为政府提供夜间经济繁荣指数等能源大数据分析与增值服务提供数据支撑。
3、本发明采用模块化可拆解锂离子储能电池模块结构，便于规模化充电、运输与更换，提升设备使用效率。
4、本发明能够可并网或离网运行，并网运行情况下，可为用户进行削峰填谷，避免用户配用电系统过载，在接电不方便的离网运行模式下，能为用户提供安全可靠电能供应，扩大了其应用范围。
5、本发明设计合理，其采用北斗高精度定位模块、非侵入式智能负荷分解模块，结合移动储能云平台控制系统，可提供设备实时高精度定位、设备级用能分析与优化、经营指导、储能剩余电量使用时间估计、电池智能替换预警等功能，为共享储能运营方提供布点优化、配送路径优化等，也为政府提供夜间经济繁荣指数等能源大数据产品。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。
一种具有负荷智能分解功能的模块化移动储能设备，如图1所示，包括主控制板及设备接口模块、智能负荷分解模块、能量管理模块、双向储能逆变模块、北斗定位模块、无线通讯模块、BMS模块和锂离子电池储能模块。所述主控制板及设备接口模块与智能负荷分解模块、能量管理模块、双向储能逆变模块、北斗定位模块、无线通讯模块相连接，所述能量管理模块与智能负荷分解模块、双向储能逆变模块、BMS模块相连接，所述锂离子电池储能模块与双向储能逆变模块、BMS模块相连接。下面对设备中的各个部分分别进行说明：
主控制板及设备接口模块：包括主控制板和对外电能输出接口、电能输入接口。主控制板与智能负荷分解模块、能量管理模块、双向储能逆变模块、北斗定位模块、无线通讯模块相连接实现整体监控功能。对外电能输出接口包括配有IP55等级防水盒的五孔+双USB插座，其输出额定电压为230V，额定输出功率为2.5kW，额定频率为50Hz，功率因数为0.99。USB接口额定电压5V，额定电流3.1A，可提供智能快充功能。电能输入接口为220V交流接口，输入功率为2.8kW，额定电压为230V，额定频率为50Hz。
智能负荷分解模块：为非侵入式智能负荷分解模块，用于识别出接入电器种类、数量、启停时间、启停功率。测量电器运行的单次耗电量，电器日电度量、电器实时有功功率，以及功率越限报警等功能。在本实施例中，非侵入式智能负荷分解模块采用天津求实智源科技有限公司的EnergyDNA智能用电分析仪模块，额定电压220V/380V，采集参数单相9路，电压精度：0.5％，电流精度：0.5％，功率因数精度：0.5％。EnergyDNA智能用电分析仪模块通过直接采样的方式将强电压、大电流信号转换为模拟弱电压信号。经过数据预处理，提出噪音信号，然后对电器启动、关停、稳定运行状态等负荷特征进行提取，与负荷特征数据库进行对比，最后进行负荷组成分析和电器用电状态辨识。识别出接入电器种类、数量、启停时间、启停功率。测量电器运行的单次耗电量，电器日电度量、电器实时有功功率，以及功率越限报警等功能。可辨识测量200W以上电器运行的电量，各电器小时、日、月、年电度量、电器实时有功功率；无需人工干预，可自学习电器识别。
能量管理模块：在并网模式下，实现削峰填谷，避免高峰负荷时段用户配用电系统过载，动态跟踪用户用电功率，解决三相不平衡问题，改善供电质量；在离网模式下，实现应急供电功能，能够保证持续可靠供电。
双向储能逆变器模块：实现交直流电能的双向转化。
BMS模块：实现对电池模块的能量管理，实现如下功能：电池端电压的测量；单体电池间的能量均衡；电池组总电压测量；电池组总电流测量；SOC计算；动态监测动力电池组的工作状态；数据记录及分析，同时挑选出有问题的电池，保持整组电池运行的可靠性和高效性。
锂离子电池储能模块：采用可拆卸式锂离子电池储能模块(模块化标准结构)，只需更换电池模块便能够持续供电。便于规模化充电、运行与存储。在本实施例中，可拆卸式锂离子电池储能模块采用三元锂离子电池，额定容量为2.5kW，5kWh。
北斗定位模块：采用北斗高精度定位模块，其通过4G通讯方式接收CORS站的差分改正信息并将其导入到定位板卡进行差分解算，定位精度可达厘米级。
无线通讯模块：采用WIFI/5G/4G/LAN通讯模块，能够灵活适应WIFI/5G/4G/LAN等多种通讯场景。本发明支持WIFI/5G/4G/LAN等通讯连接，支持云平台接入，可通过手机、WEB接入设备，远程查看并控制。云平台可为移动储能终端用户提供详细到设备级的用能分析、用能优化、经营指导、储能剩余电量使用时间估计、电池智能替换预警等功能。为共享储能运营方提供布点优化、配送路径优化等。为政府提供夜间经济繁荣指数等能源大数据产品。
本发明根据国网公司推进的变电站+储能站+电力数据中心的多站合一方案，以电力公司黑号变电站闲置空间作为模块化移动储能设备的充电站点。与物流公司合作，解决移动储能设备共享的最后一公里问题。本发明可应用于夜间经济的地摊烹饪小吃，考虑参照国网公司推广的全电厨房电能替代专项应用在移动餐车领域，使用电磁炉、电烧烤替代传统液化气热源。按照夜市平均1.5kW/户、一天6小时需求，耗电约9kWh。配备1个移动储能模块，外加锂离子电池模块，便能满足1天的需求。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种具有负荷智能分解功能的模块化移动储能设备，其特征在于：包括主控制板及设备接口模块、智能负荷分解模块、能量管理模块、双向储能逆变模块、北斗定位模块、BMS模块和锂离子电池储能模块；所述主控制板及设备接口模块与智能负荷分解模块、能量管理模块、双向储能逆变模块和北斗定位模块相连接，所述能量管理模块与智能负荷分解模块、双向储能逆变模块和BMS模块相连接，所述锂离子电池储能模块与双向储能逆变模块和BMS模块相连接。
2.根据权利要求1所述的具有负荷智能分解功能的模块化移动储能设备，其特征在于：所述主控制板及设备接口模块还连接有无线通讯模块，该无线通讯模块与云平台相连接实现设备的用能分析、用能优化、经营指导、储能剩余电量使用时间估计、电池智能替换预警功能。
3.根据权利要求1或2所述的具有负荷智能分解功能的模块化移动储能设备，其特征在于：所述主控制板及设备接口模块包括主控制板和对外电能输出接口、电能输入接口；所述主控制板与智能负荷分解模块、能量管理模块、双向储能逆变模块、北斗定位模块相连接实现整体监控功能；所述电能输入接口为220V交流接口，所述对外电能输出接口包括配有IP55等级防水盒的五孔及双USB插座。
4.根据权利要求3所述的具有负荷智能分解功能的模块化移动储能设备，其特征在于：所述对外电能输出接口的五孔输出额定电压为230V，额定输出功率为2.5kW，额定频率为50Hz，功率因数为0.99；所述USB接口额定电压5V，额定电流3.1A；所述电能输入接口为220V交流接口，输入功率为2.8kW，额定电压为230V，额定频率为50Hz。
5.根据权利要求1或2所述的具有负荷智能分解功能的模块化移动储能设备，其特征在于：所述智能负荷分解模块为非侵入式智能负荷分解模块，用于识别出接入电器种类、数量、启停时间和启停功率。
6.根据权利要求5所述的具有负荷智能分解功能的模块化移动储能设备，其特征在于：所述非侵入式智能负荷分解模块采用EnergyDNA智能用电分析仪模块。
7.根据权利要求1或2所述的具有负荷智能分解功能的模块化移动储能设备，其特征在于：所述BMS模块实现对电池模块的能量管理，包括电池端电压的测量、单体电池间的能量均衡、电池组总电压测量、电池组总电流测量、SOC计算、动态监测动力电池组的工作状态以及数据记录及分析功能。
8.根据权利要求1或2所述的具有负荷智能分解功能的模块化移动储能设备，其特征在于：所述锂离子电池储能模块采用可拆卸式锂离子电池储能模块。
9.根据权利要求1或2所述的具有负荷智能分解功能的模块化移动储能设备，其特征在于：所述北斗定位模块采用北斗高精度定位模块，其通过4G通讯方式接收CORS站的差分改正信息并将其导入到主控制板及设备接口模块进行差分解算，实现定位功能。
10.根据权利要求2所述的具有负荷智能分解功能的模块化移动储能设备，其特征在于：所述无线通讯模块采用WIFI通讯模块、5G通讯模块、4G通讯模块或LAN通讯模块。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210319 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |