CN207603232U - 一种能量变换存储装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种能量变换存储装置，包括能量接口单元；能量变换单元，其包括多个并联设置的能量变换子单元，每个所述能量变换子单元包括串联设置的变换器、逆变器和继电器，所述变换器包括并联设置的boost电路和buck电路，所述boost电路用于将供能组件中的能量升压后传递至所述逆变器或所述buck电路；所述能量变换单元能够通过所述能量接口单元集成所述供能组件中的能量，并通过所述能量接口单元传递给负载和/或与电网实现能量交互；能量存储单元以及和控制单元。本实用新型的能量变换单元同时具备直流电压变换和逆变功能，可根据控制单元的命令自动切换工作模式，完成各单元、电网和负载之间的能量交互流动。
Description
技术领域
本实用新型涉及新能源技术领域，尤其涉及一种能量变换存储装置。
背景技术
随着太阳能、风能等新能源逐渐得到利用，我国更加注重以采用新能源为辅助手段来解决各家各户的供电问题，新能源特色小镇的建设也正在如火如荼地开展中。目前，太阳能小镇的光伏发电和蓄电系统一般安装在太阳能小镇的居民用户和/或商业用户侧，但其并未有一定的标准，仅仅是将传统的光伏并网逆变器和储能变流器等设备进行简单的集成，得到现有的电能储能系统。该设置不但增加了建设成本，也不利于后期的统一运维管理和分布式储能的扩展应用。
因此，需要一种能量变换存储装置，来解决上述技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种能量变换存储装置，能够解决现有的逆变器和变流器集成度低、建设成本高的问题。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种能量变换存储装置，包括能量接口单元；能量变换单元，其包括多个并联设置的能量变换子单元，每个所述能量变换子单元包括串联设置的变换器、逆变器和继电器，所述变换器包括并联设置的boost电路和buck电路，所述boost电路用于将供能组件中的能量升压后传递至所述逆变器或所述buck电路；所述能量变换单元能够通过所述能量接口单元集成所述供能组件中的能量，并通过所述能量接口单元传递给负载和/或与电网实现能量交互；能量存储单元，所述buck电路能够将所述boost电路或所述逆变器中的能量传递至所述能量存储单元，或将所述能量存储单元中的能量传递至所述逆变器；控制单元，其连接于所述能量接口单元、所述能量变换单元和所述能量存储单元，所述控制单元能够根据所述负载需求和峰谷平时段区间对所述能量存储单元、所述负载和所述电网之间的能量流动方向进行控制，并对所述负载进行馈电。
优选地，所述能量接口单元包括直流输入接口开关、交流交互接口开关和接口信息采集终端，所述直流输入接口开关串联于所述boost电路和所述供能组件之间，所述交流交互接口开关串联于所述继电器和所述负载与所述电网之间，所述接口信息采集终端用于接口开关状态、接口处能量流动方向及能量流动状态的采集和上传。
优选地，每个所述能量变换子单元的功率为4～6kW，每个所述能量变换单元包括三个所述能量变换子单元。
优选地，所述能量存储单元包括蓄电池单元和BMS电池单元，所述蓄电池单元用于存储能量，所述BMS电池单元电连接于所述蓄电池单元，用于蓄电池单元的智能化管理及维护。
优选地，所述蓄电池单元包括六个锂电池模组。
优选地，所述能量变换存储装置还包括人机交互单元，其电连接于所述控制单元。
优选地，所述供能组件包括光伏组件和/或风电组件。
优选地，所述能量接口单元、所述能量变换单元、所述能量存储单元和所述控制单元之间可拆卸连接。
本实用新型中能量变换存储装置的有益效果在于：
1)该能量变换存储装置的能量变换单元集成了传统光伏逆变器和储能变流器的功能，在集成二者功能的基础上进行了改进，降低了传统逆变器和变流器的复杂程度，同时具备直流电压变换和逆变功能，可根据控制单元的命令自动切换工作模式，完成供能组件、能量存储单元、电网和负载等对象之间的能量交互流动；
2)该能量变换存储装置能够针对负载需求、峰谷平时段的不同情况对能量存储单元、负载和电网进行馈电，从而实现对负载的正常供电并合理收集利用电能。
附图说明
图1为本实用新型中能量变换存储装置的示意图；
图2为本实用新型中能量变换子单元的示意图；
图3为本实用新型中控制单元的逻辑控制框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
如图1所示，本实施例公开了一种能量变换存储装置，其包括能量接口单元、能量变换单元、能量存储单元、控制单元和人机交互单元，能量接口单元、能量变换单元、能量存储单元、控制单元和人机交互单元之间是电气连接的，并可拆卸。
能量接口单元包括直流输入接口开关、交流交互接口开关和接口信息采集终端，直流输入接口开关串联于能量变换单元和供能组件之间，交流交互接口开关串联于能量变换单元和负载与电网之间，接口信息采集终端用于接口开关状态、接口处能量流动方向及能量流动状态的采集和上传。其中，供能组件包括光伏组件和/或风电组件，或者其他类型的新能源发电组件，以光伏组件为例，其能够通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能，实现光-电转换。
能量变换单元包括三个并联设置的能量变换子单元，每个能量变换子单元的功率为4～6kW，优选为5kW，因此该能量变换单元能够实现5kW、10kW、15kW三个等级的能量变换。如图2所示，每个能量变换子单元包括串联设置的变换器、逆变器和继电器，变换器包括并联设置的boost电路和buck电路，boost电路是一种开关直流升压电路，可以使输出电压比输入电压高；buck电路也称降压式电路，是一种输出电压小于输进电压的单管不隔离直流变换器。将boost电路和buck电路相互并联，各输入输出电压之间具有非常小的内部损耗，而且有很高的输出电压稳定度，且使用方便。
boost电路用于将供能组件如光伏组件中的能量升压后传递至逆变器或buck电路，buck电路用于将boost电路或逆变器中的能量降压后传递至能量存储单元，或将能量存储单元中的能量传递至逆变器；能量变换单元能够通过能量接口单元集成供能组件中的能量，并通过能量接口单元传递给负载和/或与电网实现能量交互。本实施例中能量接口单元的直流输入接口开关串联于boost电路和供能组件之间，交流交互接口开关串联于继电器和负载与电网之间。
能量存储单元包括蓄电池单元和BMS电池单元，蓄电池单元用于存储能量，BMS电池单元电连接于蓄电池单元，用于蓄电池单元的智能化管理及维护。本实施例中蓄电池单元包括6个锂电池模组，当然，在其他实施例中，蓄电池单元还可以包括4、8或12个锂电池模组。BMS电池单元能够智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。它包括数据采集与保护控制单元、电流均衡管理单元、告警单元和通讯单元，其中电流均衡管理单元核心部件采用晶闸管开关器件。
控制单元电连接于能量接口单元、能量变换单元、能量存储单元和人机交互单元，其能够根据负载需求和峰谷平时段区间对能量存储单元、负载和电网之间的能量流动方向进行控制。控制单元内带有控制器和小型存储器，控制器的任务是通过与能量变换单元、能量存储单元等得通信，协调各个单元的工作状态，监控设备的运行，控制器配置一个网口一个串口，满足各类信息上传的通信需求；存储器能够实时存储数据，并支持数据导出功能。人机交互单元的硬件包括触摸屏式液晶显示器，人员可以在液晶显示器的界面上设置峰谷平时段工作区间、工作保护限值等操作需求，该需求可以传递至控制器。
该能量变换存储装置的控制单元的逻辑控制框图如图3所示，根据该控制框图实现对能量的分布式管理。首先，人工输入峰谷平时段区间，设置三种时段各自对应的时间区间，在对应的区间内能量变换存储装置会按照其对应时段的工作模式并综合负载需求进行工作。
本实施例中，峰时段工作模式为，能量存储单元和供能组件中的能量均用于提供给负载，若负载用电量过大，电网也会向负载提供电能；只有当负载无法使用完这些能量时，供能组件才会向能量存储单元提供电能用于存储。谷时段工作模式为，在满足少量负载用电的情况下，供能组件获得的能量优先存储至能量存储单元中，当能量存储单元达到保护限值或最高工作限值时，供能组件获得的能量会提供给电网。平时段工作模式为峰时段工作模式和谷时段工作模式的平衡，供能组件获得的能量供给的优先级顺序为：负载、能量存储单元、电网，负载用电的优先级顺序为：能量存储单元、电网。
申请人声明，本实用新型通过上述实施例进行了示例性的描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种能量变换存储装置，其特征在于，包括
能量接口单元；
能量变换单元，其包括多个并联设置的能量变换子单元，每个所述能量变换子单元包括串联设置的变换器、逆变器和继电器，所述变换器包括并联设置的boost电路和buck电路，所述boost电路用于将供能组件中的能量升压后传递至所述逆变器或所述buck电路；所述能量变换单元能够通过所述能量接口单元集成所述供能组件中的能量，并通过所述能量接口单元传递给负载和/或与电网实现能量交互；
能量存储单元，所述buck电路能够将所述boost电路或所述逆变器中的能量传递至所述能量存储单元，或将所述能量存储单元中的能量传递至所述逆变器；
控制单元，其连接于所述能量接口单元、所述能量变换单元和所述能量存储单元，所述控制单元能够根据所述负载的需求和峰谷平时段区间对所述能量存储单元、所述负载和所述电网之间的能量流动方向进行控制，并对所述负载进行馈电。
2.根据权利要求1所述的能量变换存储装置，其特征在于，所述能量接口单元包括直流输入接口开关、交流交互接口开关和接口信息采集终端，所述直流输入接口开关串联于所述boost电路和所述供能组件之间，所述交流交互接口开关串联于所述继电器和所述负载与所述电网之间，所述接口信息采集终端用于接口开关状态、接口处能量流动方向及能量流动状态的采集和上传。
3.根据权利要求1所述的能量变换存储装置，其特征在于，每个所述能量变换子单元的功率为4～6kW，每个所述能量变换单元包括三个所述能量变换子单元。
4.根据权利要求1所述的能量变换存储装置，其特征在于，所述能量存储单元包括蓄电池单元和BMS电池单元，所述蓄电池单元用于存储能量，所述BMS电池单元电连接于所述蓄电池单元，用于蓄电池单元的智能化管理及维护。
5.根据权利要求4所述的能量变换存储装置，其特征在于，所述蓄电池单元包括六个锂电池模组。
6.根据权利要求1所述的能量变换存储装置，其特征在于，还包括
人机交互单元，其电连接于所述控制单元。
7.根据权利要求1所述的能量变换存储装置，其特征在于，所述供能组件包括光伏组件和/或风电组件。
8.根据权利要求1所述的能量变换存储装置，其特征在于，所述能量接口单元、所述能量变换单元、所述能量存储单元和所述控制单元之间可拆卸连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721668480.4U CN207603232U (zh) | 2017-12-05 | 2017-12-05 | 一种能量变换存储装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201721668480.4U CN207603232U (zh) | 2017-12-05 | 2017-12-05 | 一种能量变换存储装置 |
Publications (1)
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| CN207603232U true CN207603232U (zh) | 2018-07-10 |
Family
ID=62762130
Family Applications (1)
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| CN201721668480.4U Active CN207603232U (zh) | 2017-12-05 | 2017-12-05 | 一种能量变换存储装置 |
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| CN (1) | CN207603232U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107819333A (zh) * | 2017-12-05 | 2018-03-20 | 上海电力设计院有限公司 | 一种能量变换存储装置 |
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2017
- 2017-12-05 CN CN201721668480.4U patent/CN207603232U/zh active Active
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