CN115842398A - 基于能量回收形成的储能器的电量智能供应系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于能量回收形成的储能器的电量智能供应系统及方法，该系统包括设置在一次供水管上的水轮发电装置；与所述水轮发电装置连接的储能装置，用以将所述水轮发电装置回收的水压势能转化为电能进行存储；控制器，分别与所述储能装置、所述水轮发电装置以及用电设备连接，用以根据所述储能装置的电量与预设电量的差值确定水轮发电装置和用电设备的供能状态。通过储能装置实现对供热管路中的能量的有效转化并存储，并通过控制器对储能装置的能量状态进行有效评估，适时进行放电，保证对供热管路中的能量的有效利用，实现对电能的有效利用，实现了供热管路的节能作用。

Description

基于能量回收形成的储能器的电量智能供应系统及方法

技术领域

本发明涉及热电节能领域，尤其涉及一种基于能量回收形成的储能器的电量智能供应系统及方法。

背景技术

城市集中供热系统，有着较长的集中供热一级管网，由集中供热首站循环泵进行加压循环，较长的最不利环路决定供热首站循环泵扬程，而近端换热站用户靠阀门节流消耗循环泵多余的资用压头，浪费了这部分资用压头，同时间接的浪费了转化为循环泵扬程的电能，造成了集中供热系统耗电输热比（HER值）增大。

公开号为CN204629652U的专利文献公开了一种间接供热系统，包括由供热一级管网和供热二级管网组成的集中供热管网，在供热一级管网供水管路上设有供热一级管网循环泵和电动调节阀，在供热一级管网供水管路和供热二级管网供水管路上设有一水轮泵和一板式换热器，在供热二级管网供水管路上的板式换热器和水轮泵之间还设有供热二级管网循环泵，在与板式换热器相对的一侧的供热二级管网上设置热用户。

但是现有技术中的供热系统，在一级管网采取缩径或者安装电动调节阀来满足水力工况，但是却浪费了这部分势能，不能高效实现热能的使用。

发明内容

为此，本发明提供一种基于能量回收形成的储能器的电量智能供应系统及方法，可以解决热能使用效率低下的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于能量回收形成的储能器的电量智能供应系统，包括：

设置在一次供水管上的若干水轮发电装置，所述水轮发电装置用以将其内部的水压势能转化为能够进行存储的电能；

与所述水轮发电装置连接的储能装置，用以将所述水轮发电装置回收的水压势能转化为电能进行存储；

控制器，分别与所述储能装置、所述水轮发电装置以及用电设备连接，用以根据所述储能装置的电量与预设电量的差值确定水轮发电装置和用电设备的供能状态；

所述控制器包括设置有标准电量Q0的设置单元、检测单元和切换单元，其中，当所述检测单元检测到所述储能装置的实时电量小于标准电量Q0，则所述切换单元将切换至充电模式，以实现水轮发电装置对储能装置进行充电；

当所述检测单元检测到储能装置的实时电量大于等于标准电量Q0，则所述切换单元切换至放电模式，以实现对所述用电设备的供电；

所述切换单元在根据储能装置的实时电量切换至充电模式时，切换单元包括检测子单元、提取子单元和连接子单元，所述检测子单元设置在所述水轮发电装置内壁上，用以检测在预设历史时段内的所述水轮发电装置的内壁上的涡流冲击力；

提取在历史时段内水轮发电装置受到的涡轮冲击力F大于标准涡轮冲击力F10的冲击次数，确定冲击次数与标准冲击次数的关系，得到冲击次数分布图；

所述连接子单元根据冲击次数分布图确定下一时段内的储能装置与所述水轮发电装置的连接频率。

进一步地，在确定所述水轮发电装置受到的涡轮冲击力F时，采用以下公式进行计算，

，其中，t1表示历史时段的起始时间，t2表示历史时段的终止时间，f（t）表示水轮发电装置在任意t时刻所受到的瞬时涡轮冲击力。

进一步地，所述标准涡轮冲击力F10采用一下计算公式进行计算，

，其中，f1（t）表示第一水轮发电装置在任意t时刻所受到的瞬时涡轮冲击力，f2（t）表示第二水轮发电装置在任意t时刻所受到的瞬时涡轮冲击力，fn（t）表示水轮发电装置在任意t时刻所受到的瞬时涡轮冲击力，n表示设置在一次供水管上的水轮发电装置的数量，n为大于2的整数。

进一步地，所述连接子单元内预先设置有标准连接频率F0,当无需对水轮发电装置与储能装置之间的连接频率进行调整时，则采用标准连接频率将水轮发电装置中的水压势能转化为电能存储至储能装置内；

若在历史时段内，水轮发电装置受到的涡轮冲击力大于标准涡轮冲击力的冲击次数为N1，预先设置的标准冲击次数为N0;

设置冲击占比计算公式，根据冲击占比计算公式确定是否对下一时段内的储能装置与所述水轮发电装置的连接频率进行调整；

所述冲击占比P的计算公式为P=N1/N0。

进一步地，所述切换单元还包括获取子单元、排序子单元和输出子单元，在对用电设备进行供电的过程中，所述获取子单元用以获取每个用电设备的用电需求量，所述排序子单元用以根据用户需求量的大小关系形成用电设备序列表，在所述用电设备序列表中排在第一位置的用电设备的需求量最大，所述输出子单元按照所述用电设备序列表中的顺序依次向用电设备输出所述储能设备的电能。

进一步地，还包括在经过预设时间段T10后，根据每个用电设备的用电需求量重新调整所述用电设备序列表，在确定预设时间段的长度时采用的计算公式为：

，其中qmax表示在一个周期内的用电设备的最大用电量，qmin表示在一个周期内的用电设备的最小用电量，t（x）表示在一个周期内的用电设备的供电时间随电流的变化曲线，x表示用电设备的实时电流。

进一步地，所述连接子单元在确定实际的连接频率时，若P大于1，则表示冲击次数高于标准冲击次数，此时水轮发电装置的能量转化效率低下，则采用第一系数k1对标准连接频率F0进行增加，并在下一时段内采用增加后的连接频率实现所述储能装置与所述水轮发电装置的连接；

若P小于等于1，则表示冲击次数等于或低于标准冲击次数，此时水轮发电装置的能量转化效率较高，则采用第二系数k2对标准连接频率F0进行降低，并在下一时段内采用降低后的连接频率实现储能装置与水轮发电装置的连接。

进一步地，所述第一系数k1=N1/历史时段内所述水轮发电装置受到的总冲击次数Nm;

所述第二系数k2=（Nm-N1）/Nm。

进一步地，所述标准电量Q0的计算方法为：

，

其中，

表示在第一水轮发电装置与储能装置进行连接的过程中进行能量存储的实时电流，/>

表示在第二水轮发电装置与储能装置进行连接的过程中进行能量存储的实时电流，/>

表示在第n水轮发电装置与储能装置进行连接的过程中进行能量存储的实时电流，n1表示任意水轮发电装置产生连接电流的起始时刻，n2表示任意水轮发电装置产生连接电流的终止时刻，其中tmax表示产生连接电流的最大时间差对应的时间长度。

另一方面，本发明还提供一种基于如上所述的基于能量回收形成的储能器的电量智能供应系统的基于能量回收形成的储能器的电量智能供应方法，该方法包括：

在一次供水管上设置水轮发电装置；

将所述水轮发电装置回收的水压势能转化为电能进行存储；

根据所述储能装置的电量与预设电量的差值确定水轮发电装置和用电设备的供能状态;

根据所述储能装置的电量与预设电量的差值确定水轮发电装置和用电设备的供能状态包括：

检测到所述储能装置的实时电量小于标准电量，则所述切换单元将切换至充电模式，以实现水轮发电装置对储能装置进行充电；

当检测到储能装置的实时电量大于等于标准电量，则所述切换单元切换至放电模式，以实现对用电设备的供电；

在根据储能装置的实时电量切换至充电模式时，检测在预设历史时段内的所述水轮发电装置的内壁上的涡流冲击力；

提取在历史时段内水轮发电装置受到的涡轮冲击力大于标准涡轮冲击力的冲击次数，确定冲击次数与标准冲击次数的关系，得到冲击次数分布图；

根据冲击次数分布图确定下一时段内的储能装置与所述水轮发电装置的连接频率;

在对用电设备进行供电的过程中，获取每个用电设备的用电需求量，根据用户需求量的大小关系形成用电设备序列表，在所述用电设备序列表中排在第一位置的用电设备的需求量最大，按照所述用电设备序列表中的顺序依次向用电设备输出储能设备的电能。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过储能装置实现对供热管路中的能量的有效转化并存储，并通过控制器对储能装置的能量状态进行有效评估，适时进行放电，保证对供热管路中的能量的有效利用，实现对电能的有效利用，实现了供热管路的节能作用。

尤其，通过对储能装置内实时电量进行检测，并根据检测到的实时电量与标准电量的比较结果，适时地对储能装置的充电或放电状态进行控制，能够实现在不同的模式下，保证储能装置内的电能利用效率最大化。

尤其，通过对水轮发电装置收到涡轮冲击力次数的统计，确定水轮发电装置所产生的使能的质量，在实际应用中，若是水轮发电装置收到的涡轮冲击力的次数高于标准冲击次数，则表示水轮发电装置收到的内力冲击较大，因此水轮发电装置容易发生故障，因此对其能量的转化能力可能降低，因此需要将其产生的能量尽快存储至储能装置内，以进行备用。因此在下一时段内则需要增加其与储能装置的连接频率，实现电能的有效存储，提高电能的存储效率。

尤其，通过设置冲击占比公式，能够对水轮发电装置的状态进行精准评估，使得对水轮发电装置与储能装置的连接频率更符合实际水轮发电装置的使用状态，大大提高了对于连接频率进行实际调整的有效性，使得电能能够被有效存储，防止虚电存储至储能装置，保证电能的质量。

尤其，通过冲击占比P是否大于1从而选择不同的系数对标准连接频率进行增加或是降低，实现对于储能装置与水轮发电装置之间连接频率的有效确定，保证电能能够有效存储至储能装置内，实现电能的有效利用。

尤其，通过对水轮发电装置收到涡流冲击力度大于标准涡轮冲击力的冲击次数和小于等于标准涡流冲击力的冲击次数与总冲击次数的比值分别作为第一系数和第二系数，实现对频率调整系数的有效确定，且计算方式简单，计算量小，确定的速度快，便于提高对连接频率确定的速度，大大提升连接频率，进行电能的有效存储。

尤其，通过对用电设备的用点需求量的多少进行排序，在进行电量输出时优先满足用电设备需求量大的用电设备，本发明实施例通过对用电设备进行排序形成用电设备序列表，以实现对储能装置内的电量的合理利用，实现对供热网络内的电能的合理转化和利用，大大提高电能的利用效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于能量回收形成的储能器的电量智能供应系统的一种结构示意图；

图2为本发明实施例提供的基于能量回收形成的储能器的电量智能供应系统的实际应用场景示意图；

图3为本发明实施例提供的基于能量回收形成的储能器的电量智能供应系统的第二种结构示意图；

图4为本发明实施例提供的基于能量回收形成的储能器的电量智能供应系统的第三种结构示意图；

图5为本发明实施例提供的基于能量回收形成的储能器的电量智能供应系统的第四种结构示意图；

图6为本发明实施例提供的基于能量回收形成的储能器的电量智能供应方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，本发明实施例中的基于能量回收形成的储能器的电量智能供应系统，包括：

设置在一次供水管上的水轮发电装置10；

与所述水轮发电装置连接的储能装置20，用以将所述水轮发电装置回收的水压势能转化为电能进行存储；

控制器30，分别与所述储能装置、所述水轮发电装置以及用电设备40连接，用以根据所述储能装置的电量与预设电量的差值确定水轮发电装置和用电设备的供能状态。

具体而言，如图2所示，本发明实施例中的供热控制系统应用在供热管网上，在实际应用中，供热管网包括一次供水回路和二次供水回路，在一次供水回路和二次供水回路之间设置有换热器，二次供水回路包括二次供水管和二次回水管，一次供水回路包括一次供水管和一次回水管，在一次回水管上设置有流量计，用以对一次回水量进行流通统计，在一次供水回路上设置有电动调节阀，用以对一次供水回路上的流量进行调节，为了有效利用一次供水回路上的资用压头，设置所述水轮发电装置，在二次回水管上设置有循环泵和补水泵，补水泵还连接有水箱，在本发明实施例中循环泵和补水泵均作为本发明实施例中的用电设备，本发明实施例中的用电设备还可以包括其他用电设备，如用户的热水器等，在此不一一列举。

具体而言，本发明实施例中的基于能量回收形成的储能器的电量智能供应系统，通过储能装置实现对供热管路中的能量的有效转化并存储，并通过控制器对储能装置的能量状态进行有效评估，适时进行放电，保证对供热管路中的能量的有效利用，实现对电能的有效利用，实现了供热管路的节能作用。

具体而言，如图3所示，所述控制器30包括设置单元31、检测单元32和切换单元33，其中设置单元预先设置有标准电量Q0，当检测单元检测到所述储能装置的实时电量小于标准电量，则所述切换单元将切换至充电模式，以实现水轮发电装置对储能装置进行充电；

当检测单元检测到储能装置的实时电量大于等于标准电量Q0，则所述切换单元切换至放电模式，以实现对用电设备的供电。

具体而言，本发明实施例通过对储能装置内实时电量进行检测，并根据检测到的实时电量与标准电量的比较结果，适时地对储能装置的充电或放电状态进行控制，能够实现在不同的模式下，保证储能装置内的电能利用效率最大化。

具体而言，所述标准电量Q0的计算方法为：

，

其中，

表示在第一水轮发电装置与储能装置进行连接的过程中进行能量存储的实时电流，/>

表示在第二水轮发电装置与储能装置进行连接的过程中进行能量存储的实时电流，/>

表示在第n水轮发电装置与储能装置进行连接的过程中进行能量存储的实时电流，n1表示任意水轮发电装置产生连接电流的起始时刻，n2表示任意水轮发电装置产生连接电流的终止时刻，其中tmax表示产生连接电流的最大时间差对应的时间长度。

具体而言，本发明实施例通过对标准电量的计算方法进行限定，使得对切换模式的转化时机确定的更为精准，本发明实施例采用多个水轮发电装置在连接过程中产生电流的所有时刻进行积分后进行求和，使得对于每个水轮发电装置的实际运行状况均进行了汇总，使得本发明实施例中的标准电量的计算方法更符合电力系统的实际运行状况，更匹配实际运行状态，因此对切换时机的选择也更为精准，有效提高电能的利用效率。

具体而言，如图4所示，所述切换单元在根据储能装置的实时电量切换至充电模式时，切换单元33包括检测子单元331、提取子单元332和连接子单元333，所述检测子单元设置在所述水轮发电装置内壁上，用以检测在预设历史时段内的所述水轮发电装置的内壁上的涡流冲击力；

提取在历史时段内水轮发电装置受到的涡轮冲击力F大于标准涡轮冲击力F10的冲击次数，确定冲击次数与标准冲击次数的关系，得到冲击次数分布图；

所述连接子单元根据冲击次数分布图确定下一时段内的储能装置与所述水轮发电装置的连接频率。

具体而言，本发明实施例通过对水轮发电装置收到涡轮冲击力次数的统计，确定水轮发电装置所产生的使能的质量，在实际应用中，若是水轮发电装置收到的涡轮冲击力的次数高于标准冲击次数，则表示水轮发电装置收到的内力冲击较大，因此水轮发电装置容易发生故障，因此对其能量的转化能力可能降低，因此需要将其产生的能量尽快存储至储能装置内，以进行备用。因此在下一时段内则需要增加其与储能装置的连接频率，实现电能的有效存储，提高电能的存储效率。

具体而言，在确定所述水轮发电装置受到的涡轮冲击力F时，采用以下公式进行计算，

，其中，t1表示历史时段的起始时间，t2表示历史时段的终止时间，f（t）表示水轮发电装置在任意t时刻所受到的瞬时涡轮冲击力。

具体而言，本发明实施例通过对水轮发电装置内的所有收到涡轮冲击力的面积进行积分，使得对于涡轮冲击力的计算更为精准，便于对水轮发电装置的实时运行状态以及收到的损伤情况进行有效评估，提高对水轮发电装置的有效评估，进而确定对应的连接频率，提高对水轮发电装置的使用周期进行更为精准的评估，提高对各设备进行使用的合理性，延长使用寿命。

具体而言，所述标准涡轮冲击力F10采用一下计算公式进行计算，

，其中，f1（t）表示第一水轮发电装置在任意t时刻所受到的瞬时涡轮冲击力，f2（t）表示第二水轮发电装置在任意t时刻所受到的瞬时涡轮冲击力，fn（t）表示水轮发电装置在任意t时刻所受到的瞬时涡轮冲击力，n表示设置在一次供水管上的水轮发电装置的数量，n为大于2的整数。

具体而言，本发明实施例通过对每个水轮发电装置的涡轮冲击力分别进行面积积分，并将均值作为标准涡轮冲击力，使得在标准涡轮冲击力的确定过程中间接体现每个水轮发电装置的作用，使得对于标准涡轮冲击力的确定更为精准，更符合实际的应用场景，提高对标准涡轮冲击力的计算精准度以及科学性。

具体而言，连接子单元内预先设置有标准连接频率F0,当无需对水轮发电装置与储能装置之间的连接频率进行调整时，则采用标准连接频率将水轮发电装置中的水压势能转化为电能存储至储能装置内；

若在历史时段内，水轮发电装置受到的涡轮冲击力大于标准涡轮冲击力的冲击次数为N1，预先设置的标准冲击次数为N0;

设置冲击占比计算公式，根据冲击占比计算公式确定是否对下一时段内的储能装置与所述水轮发电装置的连接频率进行调整；

所述冲击占比P的计算公式为P=N1/N0。

具体而言，本发明实施例通过设置冲击占比公式，能够对水轮发电装置的状态进行精准评估，使得对水轮发电装置与储能装置的连接频率更符合实际水轮发电装置的使用状态，大大提高了对于连接频率进行实际调整的有效性，使得电能能够被有效存储，防止虚电存储至储能装置，保证电能的质量。

具体而言，所述连接子单元在确定实际的连接频率时，若P大于1，则表示冲击次数高于标准冲击次数，此时水轮发电装置的能量转化效率低下，则采用第一系数k1对标准连接频率F0进行增加，并在下一时段内采用增加后的连接频率实现储能装置与水轮发电装置的连接；

若P小于等于1，则表示冲击次数等于或低于标准冲击次数，此时水轮发电装置的能量转化效率较高，则采用第二系数k2对标准连接频率F0进行降低，并在下一时段内采用降低后的连接频率实现储能装置与水轮发电装置的连接。

具体而言，本发明实施例通过冲击占比P是否大于1从而选择不同的系数对标准连接频率进行增加或是降低，实现对于储能装置与水轮发电装置之间连接频率的有效确定，保证电能能够有效存储至储能装置内，实现电能的有效利用。

具体而言，所述第一系数k1=N1/历史时段内水轮发电装置受到的总冲击次数Nm;

所述第二系数k2=（Nm-N1）/Nm。

具体而言，本发明实施例通过对水轮发电装置收到涡流冲击力度大于标准涡轮冲击力的冲击次数和小于等于标准涡流冲击力的冲击次数与总冲击次数的比值分别作为第一系数和第二系数，实现对频率调整系数的有效确定，且计算方式简单，计算量小，确定的速度快，便于提高对连接频率确定的速度，大大提升连接频率，进行电能的有效存储。

具体而言，如图5所示，所述切换单元33还包括获取子单元334、排序子单元335和输出子单元336，在对用电设备的进行供电的过程中，所述获取子单元用以获取每个用电设备的用电需求量，所述排序子单元用以根据用户需求量的大小关系形成用电设备序列表，在所述用电设备序列表中排在第一位置的用电设备的需求量最大，所述输出子单元按照所述用电设备序列表中的顺序依次向用电设备输出储能设备的电能。

具体而言，本发明实施例通过对用电设备的用点需求量的多少进行排序，在进行电量输出时优先满足用电设备需求量大的用电设备，本发明实施例通过对用电设备进行排序形成用电设备序列表，以实现对储能装置内的电量的合理利用，实现对供热网络内的电能的合理转化和利用，大大提高电能的利用效率。

具体而言，还包括在经过预设时间段T10后，根据每个用电设备的用电需求量重新调整所述用电设备序列表，在确定预设时间段的长度时采用的计算公式为：

，其中qmax表示在一个周期内的用电设备的最大用电量，qmin表示在一个周期内的用电设备的最小用电量，t（x）表示在一个周期内的用电设备的供电时间随电流的变化曲线，x表示用电设备的实时电流。

具体而言，本发明实施例通过在对用点设备根据用电量的需求量进行排序进而形成用电设备序列表，在经过一段时间后就需要对用点设备的电量需求进行调整，使得用电设备序列表能够实施体现最新的用电设备状态，本发明实施例通过设定预设时间段，该时间段采用对供电时间随着电流的变化进行电量区间的积分，在实际应用中，

,经过变形后得到

的计算公式，实现对用电设备列表的智能定时调整，提高对用电设备的合理供电，提高电能使用效率。

具体而言，如图6所示，本发明实施例还提供一种基于能量回收形成的储能器的电量智能供应方法，该方法包括：

步骤S100：在一次供水管上设置水轮发电装置；

步骤S200：将所述水轮发电装置回收的水压势能转化为电能进行存储；

步骤S300：根据所述储能装置的电量与预设电量的差值确定水轮发电装置和用电设备的供能状态。

具体而言，根据所述储能装置的电量与预设电量的差值确定水轮发电装置和用电设备的供能状态包括：

检测到所述储能装置的实时电量小于标准电量，则所述切换单元将切换至充电模式，以实现水轮发电装置对储能装置进行充电；

当检测到储能装置的实时电量大于等于标准电量，则所述切换单元切换至放电模式，以实现对用电设备的供电；

在根据储能装置的实时电量切换至充电模式时，检测在预设历史时段内的所述水轮发电装置的内壁上的涡流冲击力；

提取在历史时段内水轮发电装置受到的涡轮冲击力大于标准涡轮冲击力的冲击次数，确定冲击次数与标准冲击次数的关系，得到冲击次数分布图；

根据冲击次数分布图确定下一时段内的储能装置与所述水轮发电装置的连接频率。

具体而言，在对用电设备进行供电的过程中，获取每个用电设备的用电需求量，根据用户需求量的大小关系形成用电设备序列表，在所述用电设备序列表中排在第一位置的用电设备的需求量最大，按照所述用电设备序列表中的顺序依次向用电设备输出储能设备的电能。

具体而言，本发明实施例中的基于能量回收形成的储能器的电量智能供应方法，应用于上述基于能量回收形成的储能器的电量智能供应系统，具有相同的技术效果，在此不再赘述。

具体而言，本发明实施例通过回收管网前端换热站，富裕资用压头用来发电，达到节能降耗的目的。热网前端资用压头比较富裕，有的换热站一次资用压头远高于实际需要，同时会在部分前端管网采取缩径或者安装水力平衡阀的方式以消耗资用压头以满足水力工况，但是却浪费了这部分势能。通过在一次供水管道上安装水轮发电机，回收富裕自用压头，从而给蓄电池供电后实现给其它设备供电的目的。

水轮发电机安装在换热站一次侧管网上（DN100-DN300），利用管道资用压头，将富裕的压头带头水轮发电机叶轮转动，水轮发电机连接蓄电池，通过水轮发电机给蓄电池蓄电，将蓄电池的电力供给给补水泵或照明设备，或通过自动控制切换系统，切换给循环泵供电，当检测到蓄电池快没电时，再切回原电力系统供电，此时蓄电池继续充电，循环往复。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于能量回收形成的储能器的电量智能供应系统，其特征在于，包括：

设置在一次供水管上的若干水轮发电装置，所述水轮发电装置用以将其内部的水压势能转化为能够进行存储的电能；

与所述水轮发电装置连接的储能装置，用以将所述水轮发电装置回收的水压势能转化为电能进行存储；

控制器，分别与所述储能装置、所述水轮发电装置以及用电设备连接，用以根据所述储能装置的电量与预设电量的差值确定水轮发电装置和用电设备的供能状态；

所述控制器包括设置有标准电量Q0的设置单元、检测单元和切换单元，其中，当所述检测单元检测到所述储能装置的实时电量小于标准电量Q0，则所述切换单元将切换至充电模式，以实现水轮发电装置对储能装置进行充电；

当所述检测单元检测到储能装置的实时电量大于等于标准电量Q0，则所述切换单元切换至放电模式，以实现对所述用电设备的供电；

所述切换单元在根据储能装置的实时电量切换至充电模式时，切换单元包括检测子单元、提取子单元和连接子单元，所述检测子单元设置在所述水轮发电装置内壁上，用以检测在预设历史时段内的所述水轮发电装置的内壁上的涡流冲击力；

提取在历史时段内水轮发电装置受到的涡轮冲击力F大于标准涡轮冲击力F10的冲击次数，确定冲击次数与标准冲击次数的关系，得到冲击次数分布图；

所述连接子单元根据冲击次数分布图确定下一时段内的储能装置与所述水轮发电装置的连接频率；

所述切换单元还包括获取子单元、排序子单元和输出子单元，在对用电设备进行供电的过程中，所述获取子单元用以获取每个用电设备的用电需求量，所述排序子单元用以根据用户需求量的大小关系形成用电设备序列表，在所述用电设备序列表中排在第一位置的用电设备的需求量最大，所述输出子单元按照所述用电设备序列表中的顺序依次向用电设备输出所述储能设备的电能。

2.根据权利要求1所述的基于能量回收形成的储能器的电量智能供应系统，其特征在于，在确定所述水轮发电装置受到的涡轮冲击力F时，采用以下公式进行计算，

，其中，t1表示历史时段的起始时间，t2表示历史时段的终止时间，f（t）表示水轮发电装置在任意t时刻所受到的瞬时涡轮冲击力。

3.根据权利要求2所述的基于能量回收形成的储能器的电量智能供应系统，其特征在于,所述标准涡轮冲击力F10采用一下计算公式进行计算，

，其中，f1（t）表示第一水轮发电装置在任意t时刻所受到的瞬时涡轮冲击力，f2（t）表示第二水轮发电装置在任意t时刻所受到的瞬时涡轮冲击力，fn（t）表示水轮发电装置在任意t时刻所受到的瞬时涡轮冲击力，n表示设置在一次供水管上的水轮发电装置的数量，n为大于2的整数。

4.根据权利要求3所述的基于能量回收形成的储能器的电量智能供应系统，其特征在于，

连接子单元内预先设置有标准连接频率F0,当无需对水轮发电装置与储能装置之间的连接频率进行调整时，则采用标准连接频率将水轮发电装置中的水压势能转化为电能存储至储能装置内；

若在历史时段内，水轮发电装置受到的涡轮冲击力大于标准涡轮冲击力的冲击次数为N1，预先设置的标准冲击次数为N0;

设置冲击占比计算公式，根据冲击占比计算公式确定是否对下一时段内的储能装置与所述水轮发电装置的连接频率进行调整；

所述冲击占比P的计算公式为P=N1/N0。

5.根据权利要求1所述的基于能量回收形成的储能器的电量智能供应系统，其特征在于，还包括在经过预设时间段T10后，根据每个用电设备的用电需求量重新调整所述用电设备序列表，在确定预设时间段的长度时采用的计算公式为：

，其中qmax表示在一个周期内的用电设备的最大用电量，qmin表示在一个周期内的用电设备的最小用电量，t（x）表示在一个周期内的用电设备的供电时间随电流的变化曲线，x表示用电设备的实时电流。

6.根据权利要求5所述的基于能量回收形成的储能器的电量智能供应系统，其特征在于，

所述连接子单元在确定实际的连接频率时，若P大于1，则表示冲击次数高于标准冲击次数，此时水轮发电装置的能量转化效率低下，则采用第一系数k1对标准连接频率F0进行增加，并在下一时段内采用增加后的连接频率实现所述储能装置与所述水轮发电装置的连接；

若P小于等于1，则表示冲击次数等于或低于标准冲击次数，此时水轮发电装置的能量转化效率较高，则采用第二系数k2对标准连接频率F0进行降低，并在下一时段内采用降低后的连接频率实现储能装置与水轮发电装置的连接。

7.根据权利要求6所述的基于能量回收形成的储能器的电量智能供应系统，其特征在于，

所述第一系数k1=N1/历史时段内所述水轮发电装置受到的总冲击次数Nm;

所述第二系数k2=（Nm-N1）/Nm。

8.根据权利要求7所述的基于能量回收形成的储能器的电量智能供应系统，其特征在于，所述标准电量Q0的计算方法为：

，

其中，

表示在第一水轮发电装置与储能装置进行连接的过程中进行能量存储的实时电流，

表示在第二水轮发电装置与储能装置进行连接的过程中进行能量存储的实时电流，

表示在第n水轮发电装置与储能装置进行连接的过程中进行能量存储的实时电流，n1表示任意水轮发电装置产生连接电流的起始时刻，n2表示任意水轮发电装置产生连接电流的终止时刻，其中tmax表示产生连接电流的最大时间差对应的时间长度。

9.一种基于如权利要求1-8任一项所述的基于能量回收形成的储能器的电量智能供应系统的基于能量回收形成的储能器的电量智能供应方法，其特征在于，包括：

在一次供水管上设置水轮发电装置；

将所述水轮发电装置回收的水压势能转化为电能进行存储；

根据所述储能装置的电量与预设电量的差值确定水轮发电装置和用电设备的供能状态;

根据所述储能装置的电量与预设电量的差值确定水轮发电装置和用电设备的供能状态包括：

检测到所述储能装置的实时电量小于标准电量，则所述切换单元将切换至充电模式，以实现水轮发电装置对储能装置进行充电；

当检测到储能装置的实时电量大于等于标准电量，则所述切换单元切换至放电模式，以实现对用电设备的供电；

在根据储能装置的实时电量切换至充电模式时，检测在预设历史时段内的所述水轮发电装置的内壁上的涡流冲击力；

提取在历史时段内水轮发电装置受到的涡轮冲击力大于标准涡轮冲击力的冲击次数，确定冲击次数与标准冲击次数的关系，得到冲击次数分布图；

根据冲击次数分布图确定下一时段内的储能装置与所述水轮发电装置的连接频率;

在对用电设备进行供电的过程中，获取每个用电设备的用电需求量，根据用户需求量的大小关系形成用电设备序列表，在所述用电设备序列表中排在第一位置的用电设备的需求量最大，按照所述用电设备序列表中的顺序依次向用电设备输出储能设备的电能。

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