[發(fā)明專利]蓄電池容量管理

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380030484.8
• 申請(qǐng)日: 2013-04-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104380558B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 約翰·伍德;布里安·麥基翁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東賓夕法尼亞制造公司
• 主分類號(hào): H02J3/28
• 分類號(hào): H02J3/28
• 代理公司: 北京大成律師事務(wù)所 11352
• 代理人: 李佳銘

公開(kāi)了一種蓄電池組電池系統(tǒng)，向電網(wǎng)提供調(diào)節(jié)服務(wù)及用作不間斷電源(UPS)的部分的蓄電池。若需要時(shí)，當(dāng)維持蓄電池容量的儲(chǔ)備來(lái)提供UPS供應(yīng)時(shí)，儲(chǔ)能蓄電池的容量的部分可用作調(diào)節(jié)服務(wù)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于蓄電池的安裝可更有效地監(jiān)測(cè)，因?yàn)樾铍姵馗?guī)律地充放電。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可提供功率平滑和功率調(diào)節(jié)服務(wù)的備用蓄電池容量的使用。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代系統(tǒng)中，市電電力的供應(yīng)是由發(fā)電機(jī)和輸配電的復(fù)雜相互作用提供的。在需求方，客戶的同樣復(fù)雜的組合需要不同級(jí)別以不協(xié)調(diào)的方式的供應(yīng)。這一切均實(shí)時(shí)在發(fā)生。盡管發(fā)電機(jī)約定為整一天中的某些時(shí)段供應(yīng)一定級(jí)別的產(chǎn)量，且該產(chǎn)量被以十分鐘為時(shí)間跨度帶上線和下線的供應(yīng)作補(bǔ)充，需求的易變性意味著供應(yīng)和負(fù)載從未完全匹配。當(dāng)負(fù)載低于發(fā)電時(shí)，導(dǎo)致了發(fā)動(dòng)機(jī)速度(頻率)的提高，當(dāng)負(fù)載超過(guò)發(fā)電輸出時(shí)，導(dǎo)致了速度(頻率)的降低。

調(diào)節(jié)服務(wù)通過(guò)協(xié)助匹配發(fā)電輸出與需求，及維持期望的頻率來(lái)糾正電力需求的短期變化。當(dāng)需求超過(guò)容量時(shí)，這些服務(wù)可以是向上調(diào)節(jié)來(lái)提供額外功率，或是當(dāng)發(fā)電的容量超過(guò)需求時(shí)，向下調(diào)節(jié)。

一種提供調(diào)節(jié)服務(wù)的方法是在一設(shè)置點(diǎn)附近改變礦物燃料發(fā)電機(jī)，特別是燃?xì)鉁u輪機(jī)的輸出，因?yàn)槿細(xì)鉁u輪機(jī)相比于燃煤電廠響應(yīng)更快。另一種調(diào)整服務(wù)的來(lái)源是抽水蓄能，其發(fā)電的輸出關(guān)于基點(diǎn)、設(shè)置點(diǎn)和值是變化的。其他已知的系統(tǒng)包括壓縮空氣和飛輪(flywheel)。

另一種提供調(diào)節(jié)服務(wù)的方法是使用大型儲(chǔ)能蓄電池。在過(guò)剩電力供應(yīng)的時(shí)刻間，蓄電池充電。當(dāng)調(diào)節(jié)需要額外輸出時(shí)，使用一功率轉(zhuǎn)化器從直流電儲(chǔ)能輸出產(chǎn)生交流電。這個(gè)方法可相對(duì)快速和高可靠性地完成。雖然存在有高效的系統(tǒng)來(lái)完成上述方法，仍然具有與蓄電池系統(tǒng)、控制電子設(shè)備、和作為蓄電池基礎(chǔ)系統(tǒng)的功率電子設(shè)備相關(guān)聯(lián)的相對(duì)大的投資成本。

本發(fā)明的目的在于以更高效的方式提供調(diào)節(jié)服務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容

第一寬泛的形式中，調(diào)節(jié)服務(wù)由使用一儲(chǔ)能蓄電池系統(tǒng)的部分容量來(lái)提供，該儲(chǔ)能蓄電池系統(tǒng)為不間斷電源(UPS)或相似系統(tǒng)的備用供應(yīng)的一部分。若需要的話，當(dāng)維持蓄電池儲(chǔ)備容量來(lái)提供備用供應(yīng)時(shí)，儲(chǔ)能電池組系統(tǒng)的部分容量可用作調(diào)節(jié)服務(wù)。

根據(jù)一方面，本發(fā)明提供一種從與電網(wǎng)連接的備用蓄電池系統(tǒng)中，提供可選擇的電力供應(yīng)和存儲(chǔ)的方法，該系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)能蓄電池，一從交流電轉(zhuǎn)化至直流電，用于給蓄電池充電的轉(zhuǎn)化器，及一從直流電轉(zhuǎn)化至交流電，用于將從蓄電池放電的電流轉(zhuǎn)化至交流電的逆變器，其中交流電可選擇地供應(yīng)，用于作為備用供應(yīng)使用或用于回饋至電網(wǎng)的外部供應(yīng)，且其中至少部分蓄電池被分配用于作為備用供應(yīng)使用以及用于回饋至電網(wǎng)的供應(yīng)。這種蓄電池的第一部分容量被指定為用作備用供應(yīng)，而這種蓄電池的第二部分容量被指定為用作可選擇的從外部供應(yīng)充電或是放電至外部供應(yīng)。

本發(fā)明實(shí)施方式的一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)在于蓄電池硬件定期充放電，從而可監(jiān)測(cè)其性能和運(yùn)行狀況，而傳統(tǒng)的UPS間歇性地運(yùn)行，蓄電池的狀況在蓄電池被查看前是未知的。

本發(fā)明的另一重要的優(yōu)點(diǎn)在于允許UPS持有者或操作者從儲(chǔ)能蓄電池和相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備和其他底層構(gòu)造的資本投資中派生出額外的收入流。雖然需要額外的蓄電池容量，這通過(guò)向電網(wǎng)提供調(diào)節(jié)服務(wù)獲得的收入抵消。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明描述的示例性實(shí)施將參照附圖描述，其中：

圖1為典型的線上UPS電路圖；

圖2為理想蓄電池組系統(tǒng)中充電狀態(tài)和功率相對(duì)于時(shí)間的示意圖；

圖3為闡明本發(fā)明一實(shí)施例的流程圖；

圖4為示出本發(fā)明一示例性實(shí)施例的框圖，及

圖5為示出本發(fā)明充電狀態(tài)確定的過(guò)程的流程圖。

具體實(shí)施方式