[發(fā)明專利]配備蓄電池的不間斷電源的儲能系統(tǒng)及其驅(qū)動方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410252617.2
• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN104348217B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭盛元;李炅錫;廉東勛
• 申請（專利權(quán)）人: 二和電氣工業(yè)株式會社
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/44
• 代理公司: 廣州新諾專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司44100
• 代理人: 李德魁,龍婷

相關(guān)申請的相互引用

本申請要求2013年7月30日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的申請?zhí)枮?u style="single">10-2013-0090288的韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，并在此引用其所有內(nèi)容以供參考。

背景技術(shù)

1.技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及配備蓄電池的不間斷電源(UPS)的儲能系統(tǒng)及其驅(qū)動方法，更特別地，涉及配備蓄電池的UPS的儲能系統(tǒng)，其中利用用于UPS中的整流器和雙向轉(zhuǎn)換器，通過控制蓄電池的放電功率，將蓄電池的一些容量用作能量源，從而能夠降低用戶的耗電量，并且利用剩余容量作為應(yīng)急情況下的備用用電，及其驅(qū)動方法。

2.相關(guān)技術(shù)的描述

近來，用于儲存能量的儲能系統(tǒng)(ESS)可以說是智能電網(wǎng)的核心。已研制出多種用于儲能的裝置。具有代表性的儲存裝置是，在供電需求小的夜間通過充電器在蓄電池中儲存能量，以及在供電需求大時通過放電器釋放所儲存的能量。這通常稱作系統(tǒng)關(guān)聯(lián)型儲能系統(tǒng)。

為了儲能，基本上需要用于將交流電(AC)轉(zhuǎn)換為直流電(DC)的轉(zhuǎn)換器，以及用于將直流電(DC)轉(zhuǎn)換為交流電(AC)的逆變器。在這種情形下，如果所用產(chǎn)品使用直流電(DC)作為電源，如蓄電池及超級電容器，那么也需要使用具有充電/放電功能的AC/DC轉(zhuǎn)換器或雙向轉(zhuǎn)換器。在控制器的控制下，UPS可以大體上實現(xiàn)AC/DC轉(zhuǎn)換及DC/AC轉(zhuǎn)換，以及利用轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)充電/放電功能。進(jìn)一步，還需要用于附加系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的附加系統(tǒng)。

UPS還具有一個功能，是為不間斷設(shè)備由于UPS中的元件故障，如電力轉(zhuǎn)換器及蓄電池，即，儲能設(shè)備，無法執(zhí)行常規(guī)功能的情形而準(zhǔn)備的。

為了增加基于物理能量交換或化學(xué)能量轉(zhuǎn)換的儲能系統(tǒng)的使用，也做了不少努力。更特別的是，在連續(xù)即持續(xù)供能的儲能系統(tǒng)技術(shù)的開發(fā)上做了很多努力。

蓄電池，取決于蓄電池的類型，具有根據(jù)充電和放電次數(shù)而減少使用壽命的特點。鉛蓄電池通過檢查和控制是有問題的，例如，由于構(gòu)成蓄電池的化學(xué)物質(zhì)的激活作用，蓄電池的終止電壓的無規(guī)律性，以及未檢查出終止單元發(fā)生腐蝕的變化，因此鉛蓄電池在應(yīng)急情況下處理無法操作。為此，鋰蓄電池還具有一個功能，稱作電池管理系統(tǒng)(BMS)，以防止過度充電造成的問題及損害。

尤其是，近來，由于商用電源在峰值負(fù)載下的供電短缺，加重了電力短缺。從電力需求管理的角度看，由于基于每個時間段計費(fèi)的系統(tǒng)存在差異，諸如為消費(fèi)者管理需求的應(yīng)急發(fā)電機(jī)操作，例如電力計費(fèi)管理，是有社會和經(jīng)濟(jì)必要的。

在這種現(xiàn)實中，通常，電力消費(fèi)者擁有的UPS的蓄電池有能力在消費(fèi)者確定的特定時間內(nèi)穩(wěn)定地提供消費(fèi)者所要求的電力，但這種情況只有當(dāng)在商用電源發(fā)生斷電時才能使用。也就是說，現(xiàn)有的UPS利用蓄電池，只有在輸入電源發(fā)生斷電的狀態(tài)下才能使用蓄電池的電力執(zhí)行放電操作。即使發(fā)生瞬時斷電，UPS會不可避免地用于計算機(jī)服務(wù)器及生產(chǎn)設(shè)備中，因為計算機(jī)服務(wù)器及生產(chǎn)設(shè)備需要許多時間來恢復(fù)應(yīng)對瞬時斷電。

專利文件1和2公開了解決技術(shù)問題的技術(shù)方案實施例。

例如，專利文件1公開了一種估算蓄電池剩余容量的方法，包括以下步驟：檢查蓄電池是否處于第一連接狀態(tài)；檢查蓄電池是處于放電狀態(tài)還是充電狀態(tài)；如果檢查的結(jié)果是，蓄電池處于連接狀態(tài)，則測量蓄電池的電壓；如果檢查的結(jié)果是，蓄電池處于放電狀態(tài)，則通過比較蓄電池電壓與預(yù)設(shè)的穩(wěn)定判斷電壓來判定蓄電池是否穩(wěn)定；通過計算放電電流的量來計算電壓降；利用計算出的電壓降電壓及測量的電壓來計算開路電壓；計算對應(yīng)于所計算出的開路電壓的初始剩余容量；利用初始剩余容量及預(yù)設(shè)的均衡(diequilibration)效率計算最終剩余容量。

再者，專利文件2公開了一種診斷老化狀態(tài)的裝置及其診斷方法，其中，通過將測量電流信號輸入至電力轉(zhuǎn)換裝置的DC端的電解電容，測得ESR值或介質(zhì)損耗角正切值(tanδ)。根據(jù)所測得的ESR值或介質(zhì)損耗角正切值(tanδ)診斷電力轉(zhuǎn)換裝置是否發(fā)生故障或損壞，測量特性數(shù)據(jù)，如待測的每個蓄電池的內(nèi)阻，使得可以同時測量并監(jiān)控作為UPS的必備元件的蓄電池系統(tǒng)的老化狀態(tài)，并且根據(jù)之前監(jiān)測到的電力轉(zhuǎn)換設(shè)備的老化或劣化，基于所測量的特性數(shù)據(jù)，可診斷復(fù)雜的異常狀態(tài)。

但是，前述現(xiàn)有技術(shù)文件并未公開蓄電池在UPS中更高能效使用的技術(shù)，該UPS主要包括整流器(或轉(zhuǎn)換器)、充電/放電單元(或雙向轉(zhuǎn)換器)、逆變器、旁路、控制板及蓄電池。

[現(xiàn)有技術(shù)文件]

[專利文件]

(專利文件1)申請?zhí)枮?0-1261149的韓國專利申請(公布于2013年4月29日)