CN209497278U - 一种提高柴油机效率的储能系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种提高柴油机效率的储能系统，属于能源系统技术领域，一种提高柴油机效率的储能系统，包括发电系统和电化学储能系统，发电系统包括多个柴油发电机组和控制器，柴油发电机组与控制器电性连接，每两个相邻的控制器之间均信号连接，柴油发电机组输出端电性连接有多个负载，电化学储能系统包括本地能源管理系统、储能变流器和储能电池，储能变流器与柴油发电机组电性连接，本地能源管理系统包括数据采集器、交换机和数据采集控制器，控制器与数据采集器信号连接，数据采集器与交换机信号连接，交换机与数据采集控制器信号连接，可以实现提高储能效率，从而缩短储能时长的效果。

Description

一种提高柴油机效率的储能系统
技术领域
本实用新型涉及能源系统技术领域，更具体地说，涉及一种提高柴油机效率的储能系统。
背景技术
近年来我国及世界其他地区进行了大规模的基础设施建设，比如大型房屋建筑、路桥、隧道等，由于部分地区公共电网不能覆盖或者容量不足，电网扩容或者长距离拉专线成本高周期长，必须使用柴油发电机为工程建设进行临时供电，但是现场的负载不一，工况不定，柴油机发电机经常处于满负荷、低功率甚至空载的运行工况，长时间满负荷运转，对柴油机的寿命有严重损害，增加设备的维护费用；低功率工况下效率低，度电成本很高，特别是大规模的基础设施长期施工，会带来非常高的电费支出；所以提高柴油机效率成为临电行业研究热点之一。
传统的临时供电采用纯柴油发电机组(负载较大时，多台柴油机进行并机扩容)，柴油机本身的最大功率配置必须要满足负载侧最大负载，那怕这个最大负载只是维持几分钟或是一天就出现几次；另外一方面，当负载很小的时候，就算是点亮几盏灯，柴油机也需要开着，而且此时柴油机耗油量跟其带30％额定载时候的耗油量相当，这样会使整个临时供电的成本大大增加；业内通常的改进方法，是将单台柴油机的额定功率减小。
实用新型内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种提高柴油机效率的储能系统，它可以实现提高临时用电柴油机组的效率。
2.技术方案
为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。
一种基于提高提高柴油机效率的储能系统，包括发电系统和电化学储能系统，所述发电系统包括多个柴油发电机组和控制器，所述柴油发电机组与控制器电性连接，每两个相邻的所述控制器之间均信号连接，所述柴油发电机组输出端电性连接有多个负载，所述电化学储能系统包括本地能源管理系统、储能变流器和储能电池，所述储能变流器与柴油发电机组电性连接，所述本地能源管理系统包括数据采集器、交换机和数据采集控制器，所述控制器与数据采集器信号连接，所述数据采集器与交换机信号连接，所述交换机与数据采集控制器信号连接，所述储能变流器与储能电池电性连接，所述数据采集器输出端电性连接有数据储存系统，所述数据储存系统包括第一数据存储器第二数据存储器，所述第一数据存储器与数据采集器电性连接，所述第一数据存储器和第二数据存储器之间电性连接有滤波器，可以实现提高储能效率，从而缩短储能时长的效果。
进一步的，所述电化学储能系统的额定输出功率为P2，所述发电系统当前输出功率P1，通过P1和P2可以算出开启或者关闭柴油发电机组的数量，从而使得柴油机的储能效率提高。
进一步的，所述柴油机额定功率和推荐高效运行区间分别为P0和j0，所述柴油机的实际测试得出柴油机的高效运行参数为j1，所述j1实际值为一个区间，所述j1在j1min-j1max之间。
进一步的，所述数据采集器与控制器之间通过RS/CAN信号连接，通过使用RS/CAN可以使得信号连接的效果更好，从而使得数据采集的效率提高。
进一步的，所述储能变流器和储能电池之间通过CAN总线信号连接，所述储能变流器和储能电池之间通过直流母线电性连接，通过设置直流母线来实现储能变流器和储能电池之间的能量的传递，从而使得电能转化为化学能储存在储能电池中。
3.有益效果
相比于现有技术，本实用新型的优点在于：
(1)本方案可以实现提高柴油机的效率。
(2)电化学储能系统的额定输出功率为P2，发电系统当前输出功率P1，通过P1和P2可以算出开启或者关闭柴油发电机组的数量，从而使得柴油机的储能效率提高。
(3)柴油机额定功率和推荐高效运行区间分别为P0和j0，柴油机的实际测试得出柴油机的高效运行参数为j1，j1实际值为一个区间，j1在j1min-j1max之间。
(4)数据采集器与控制器之间通过RS/CAN信号连接，通过使用RS/CAN可以使得信号连接的效果更好，从而使得数据采集的效率提高。
(5)储能变流器和储能电池之间通过CAN总线信号连接，储能变流器和储能电池之间通过直流母线电性连接，通过设置直流母线来实现储能变流器和储能电池之间的能量的传递，从而使得电能转化为化学能储存在储能电池中。
(6)储能电池由锂电池以及配套的电池管理器构成，通过使用锂电池以及配套的电池管理器制作储能电池，能够使得储能电池的储能效果更好，并且提高储能电池的储能率。
附图说明
图1为本实用新型的主要的系统框图。
图中标号说明：
1柴油发电机组、2控制器、3负载、4数据采集器、5交换机、6储能变流器、7储能电池、8第一数据存储器、9滤波器、10第二数据存储器、11 CAN总线、12直流母线、13数据采集控制器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1，一种提高柴油机效率的储能系统，包括发电系统和电化学储能系统，发电系统包括多个柴油发电机组1和控制器2，柴油发电机组1与控制器2电性连接，每两个相邻的控制器2之间均信号连接，柴油发电机组1输出端电性连接有多个负载3，电化学储能系统包括本地能源管理系统、储能变流器6和储能电池7，电化学储能系统的额定输出功率为P2，发电系统当前输出功率P1，通过P1和P2可以算出开启或者关闭柴油发电机组的数量，从而使得柴油机的储能效率提高。
柴油机额定功率和推荐高效运行区间分别为P0和j0，柴油机的实际测试得出柴油机的高效运行参数为j1，j1实际值为一个区间，j1在j1min-j1max之间。
储能变流器6与柴油发电机组1电性连接，本地能源管理系统包括数据采集器4、交换机5和数据采集控制器13，控制器2与数据采集器4信号连接，数据采集器4与控制器2之间通过RS485/CAN信号连接，通过使用RS485/CAN可以使得信号连接的效果更好，从而使得数据采集的效率提高。
数据采集器4与交换机5信号连接，交换机5与数据采集控制器13信号连接，储能变流器6与储能电池7电性连接，储能变流器6和储能电池7之间通过CAN总线11信号连接，储能变流器6和储能电池7之间通过直流母线12电性连接，通过设置直流母线12来实现储能变流器6和储能电池7之间的能量的传递，从而使得电能转化为化学能储存在储能电池7中。
数据采集器4输出端电性连接有数据储存系统，数据储存系统包括第一数据存储器8第二数据存储器10，第一数据存储器8与数据采集器4电性连接，第一数据存储器8和第二数据存储器10之间电性连接有滤波器9，通过使用数据存储系统，可以对得到的数据进行存储，储能电池7由锂电池以及配套的电池管理器构成，通过使用锂电池以及配套的电池管理器制作储能电池7，能够使得储能电池7的储能效果更好，并且提高储能电池7的储能率。
控制器根据调度储能变流器6补偿无功，提供柴油发电机组1的发电的功率因素；通过实时开、关机柴油发电机组1和调度储能变流器6的有功输出功率将柴油机控制在高效率点工况，电化学储能系统的额定输出功率为P2，发电系统当前输出功率P1，柴油机额定功率和推荐高效运行区间分别为P0和j0，柴油机的实际测试得出柴油机的高效运行参数为j1，j1实际值为一个区间，P1<N*P0*j1min时，通过通讯关闭当前发电系统中n个柴油发电机组1，柴油发电机组1数目从N变成N-n，当N-n<1时，控制器2将发电系统里面的柴油发电机组1全部关闭，将储能变流器6工作模式由并网模式切换离网模式，即是说电化学储能系统单独带载临电场所负载，P1>N*P0*j1min时，控制器2通过通讯新开开机n台柴油发电机组1或是调度储能变流器6有功出力，致使(N+n)*P0*j1min≤P1≤(N+n)*P0*j1max或是P1≤(N*P0*j1max+P2)，与现有技术相比，本实用新型可以实现提高储能效率，从而缩短储能时长的效果。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式；但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种提高柴油机效率的储能系统，包括发电系统和电化学储能系统，其特征在于：所述发电系统包括多个柴油发电机组(1)和控制器(2)，所述柴油发电机组(1)与控制器(2)电性连接，每两个相邻的所述控制器(2)之间均信号连接，所述柴油发电机组(1)输出端电性连接有多个负载(3)，所述电化学储能系统包括本地能源管理系统、储能变流器(6)和储能电池(7)，所述储能变流器(6)与柴油发电机组(1)电性连接，所述本地能源管理系统包括数据采集器(4)、交换机(5)和数据采集控制器(13)，所述控制器(2)与数据采集器(4)信号连接，所述数据采集器(4)与交换机(5)信号连接，所述交换机(5)与数据采集控制器(13)信号连接，所述储能变流器(6)与储能电池(7)电性连接，所述数据采集器(4)输出端电性连接有数据储存系统，所述数据储存系统包括第一数据存储器(8)第二数据存储器(10)，所述第一数据存储器(8)与数据采集器(4)电性连接，所述第一数据存储器(8)和第二数据存储器(10)之间电性连接有滤波器(9)。
2.根据权利要求1所述的一种提高柴油机效率的储能系统，其特征在于：所述电化学储能系统的额定输出功率为P2，所述发电系统当前输出功率P1。
3.根据权利要求1所述的一种提高柴油机效率的储能系统，其特征在于：所述柴油机额定功率和推荐高效运行区间分别为P0和j0，所述柴油机的实际测试得出柴油机的高效运行参数为j1，所述j1实际值为一个区间，所述j1在j1min-j1max之间。
4.根据权利要求1所述的一种提高柴油机效率的储能系统，其特征在于：所述数据采集器(4)与控制器(2)之间通过RS485/CAN信号连接。
5.根据权利要求1所述的一种提高柴油机效率的储能系统，其特征在于：所述储能变流器(6)和储能电池(7)之间通过CAN总线(11)信号连接，所述储能变流器(6)和储能电池(7)之间通过直流母线(12)电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种提高柴油机效率的储能系统，其特征在于：所述储能电池(7)由锂电池以及配套的电池管理器构成。
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