儲能系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種儲能系統，包括用于對儲能單元進行充電的充電單元、至少一個儲能單元、至少一個逆變單元及控制單元；儲能單元采用超級電容進行儲能；控制單元用于獲取多個儲能單元儲存電量，在儲能單元儲存電量達到設定閾值，關斷充電單元；控制單元還在逆變單元工作時，關斷充電單元。本實用新型技術方案提高了儲能系統的瞬間輸出功率。
【專利說明】
儲能系統
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及儲能技術領域，特別涉及一種儲能系統。
【背景技術】
[0002] 目前市場上的儲能系統通常采用電池進行儲能，這些采用電池儲能的儲能系統由 于電池本身放電速度較慢，在一定電池體積要求下，儲能系統的負載功率較大或負載功率 瞬間波動時，電池儲能系統不能滿足負載的功率要求，導致負載不能正常工作。 【實用新型內容】
[0003] 本實用新型的主要目的是提供一種儲能系統，旨在提高儲能系統的瞬間輸出功 率。
[0004] 為實現上述目的，本實用新型提出了一種儲能系統，包括充電單元、至少一個儲能 單元、至少一個逆變單元及控制單元;所述儲能單元采用超級電容進行儲能;其中
[0005] 所述充電單元，用于將電網輸入的交流電進行整流斬波后，對所述儲能單元進行 充電；
[0006] 所述逆變單元，用于將儲能單元輸出的直流電逆變為交流電后提供給負載；
[0007]所述控制單元，用于獲取多個儲能單元儲存電量情況，在儲能單元儲存電量達到 設定閾值，關斷所述充電單元;所述控制單元還在所述逆變單元工作時，關斷所述充電單 J L 〇
[0008] 優選地，所述充電單元的輸入端接入電網，所述充電單元的輸出端與所述逆變單 元輸入端連接;所述逆變單元的輸出端連接負載;所述儲能單元與所述充電單元和所述逆 變單元連接的公共端點連接;所述控制單元分別與所述充電單元、所述逆變單元及所述儲 能單元連接。
[0009] 優選地，所述儲能系統還包括放電單元，所述放電單元與所述充電單元和所述逆 變單元連接的公共端點連接。
[0010] 優選地，所述儲能系統包括六個儲能單元、第一輸電線及第二輸電線；多個所述儲 能單元均包括第一端及第二端，所述儲能單元的第一端都與所述第一輸電線連接，所述儲 能單元的第二端都與所述第二輸電線連接。
[0011] 優選地，所述儲能系統還包括第一開關單元及第二開關單元，所述第一開關單元 的第一輸入端與所述第一輸電線的第一端連接，所述第一開關單元的第二輸入端與所述第 二輸電線的第一端連接;所述第一開關單元的第一輸出端及第二輸出端都與所述逆變單元 連接;所述第二開關單元的第一輸入端與所述第一輸電線的第二端連接，所述第二開關單 元的第二輸入端與所述第二輸電線的第二端連接，所述第二開關單元的第一輸出端及第二 輸出端都與所述逆變單元連接。
[0012] 優選地，所述儲能系統包括六個逆變單元，其中三個所述逆變單元組成第一逆變 組，另外三個所述逆變單元組成第二逆變組；
[0013] 所述第一逆變組中三個所述逆變單元的第一輸入端都與所述第一開關單元的第 一輸出端連接，所述第一逆變組中的三個所述逆變單元的的第二輸入端都與所述第一開關 單元的第二輸出端連接；
[0014] 所述第二逆變組中三個所述逆變單元的第一輸入端都與所述第二開關單元的第 一輸出端連接，所述第二逆變組中的三個所述逆變單元的第二輸入端都與所述第二開關單 元的第二輸出端連接。
[0015] 優選地，所述第一開關單元包括第一斷路器，所述第一斷路器的第一輸入端與所 述第一輸電線的第一端連接，所述第一斷路器的第二輸入端與所述第二輸電線的第二端連 接;所述第一斷路器的第一輸出端分別與所述第一逆變組中三個所述逆變單元的第一輸入 端連接，所述第一斷路器的第二輸出端分別與所述第一逆變組中三個所述逆變單元的第二 輸入端連接；
[0016] 所述第二開關單元包括第二斷路器，所述第二斷路器的第一輸入端與所述第一輸 電線的第二端連接，所述第二斷路器的第二輸入端與所述第二輸電線的第二端連接;所述 第二斷路器的第一輸出端分別與所述第二逆變組中三個所述逆變單元的第一輸入端連接， 所述第二斷路器的第二輸出端分別與所述第二逆變組中三個所述逆變單元的第二輸入端 連接。
[0017] 優選地，所述第一開關單元還包括兩個軟啟電路，所述第一斷路器的第一輸入端 和第一輸出端之間、所述第一斷路器的第二輸入端和第二輸出端之間分別并聯有所述軟啟 電路;所述第二開關單元還包括兩個所述軟啟電路，所述第二斷路器的第一輸入端和第一 輸出端之間、所述第二斷路器的第二輸入端和第二輸出端之間分別并聯有所述軟啟電路；
[0018] 所述軟啟電路包括電阻、熔斷器及接觸器;所述熔斷器的第一端為所述軟啟電路 的第一端，所述熔斷器的第二端經所述接觸器與所述電阻的第一端連接，所述電阻的第二 端為所述軟啟電路的第二端。
[0019]優選地，所述放電單元包括第一輸出端及第二輸出端，所述放電單元的第一輸出 端與一熔斷器的一端連接，所述熔斷器的另一端經一接觸器與所述第一輸電線連接;所述 放電單元的第二輸出端與一熔斷器的一端連接，所述熔斷器的另一端經一接觸器與所述第 二輸電線連接。
[0020] 優選地，所述充電單元包括第一輸出端及第二輸出端，所述充電單元的第一輸出 端與一熔斷器的一端連接，所述熔斷器的另一端經一接觸器與所述第一輸電線連接;所述 充電單元的第二輸出端與一熔斷器的一端連接，所述熔斷器的另一端經一接觸器與所述第 二輸電線連接。
[0021] 優選地，多個所述儲能單元的第一端均經一熔斷器與所述第一輸電線連接，多個 所述儲能單元的第二端均經一熔斷器與所述第二輸電線連接。
[0022] 本實用新型技術方案通過設置充電單元、至少一個儲能單元、至少一個逆變單元 及控制單元，形成了一種儲能系統。所述充電單元將電網電能進行整流濾波后變為直流電， 給所述儲能單元充電，控制單元關斷所述逆變單元;所述儲能單元電量達到設定閾值時，所 述控制單元關斷所述充電單元，停止給所述儲能單元充電;在需要對負載進行供電時，所述 控制單元控制逆變單元開啟對負載進行供電。該儲能單元采用超級電容進行儲能，具有儲 能容量大，放電速度快，儲能系統具有很大的瞬間輸出功率，滿足了負載對大功率的要求。
【附圖說明】
[0023] 為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例 或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提 下，還可以根據這些附圖示出的結構獲得其他的附圖。
[0024] 圖1為本實用新型儲能系統一實施例的功能模塊圖；
[0025] 圖2為本實用新型儲能系統一實施例的電路結構示意圖。
[0026] 附圖標號說明：
L〇〇28」本實用新型目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0029] 下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部 的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提 下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0030] 需要說明，如在本實用新型中涉及"第一"、"第二"等的描述僅用于描述目的，而不 能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有 "第一"、"第二"的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。另外，各個實施例之間 的技術方案可以相互結合，但是必須是以本領域普通技術人員能夠實現為基礎，當技術方 案的結合出現相互矛盾或無法實現時應當認為這種技術方案的結合不存在，也不在本實用 新型要求的保護范圍之內。
[0031] 本實用新型提出一種儲能系統。
[0032] 參照圖1，在本實用新型實施例中，該儲能系統包括充電單元100、至少一個儲能單 元200、至少一個逆變單元300、及控制單元400;所述儲能單元200采用超級電容進行儲能。
[0033] 其中，所述充電單元100用于將電網輸入的交流電進行整流斬波后，對所述儲能單 元200進行充電；所述逆變單元300,用于將儲能單元200輸出的直流電逆變為交流電后提供 給負載;所述控制單元400,用于獲取多個儲能單元200的儲存電量情況，在儲能單元200儲 存電量達到設定閾值，關斷所述充電單元100;所述控制單元400還在所述逆變單元300工作 時，關斷所充電單元100。
[0034] 本實施例中，所述控制單元400通過檢測儲能單元200的電壓值來獲取儲能單元 200的儲存電量。
[0035]需要說明的是，該儲能系統可應用于新型能源發電站，例如太陽能發電站，在光照 強度高時，通過儲能系統將多余的太陽能轉換成電能后儲存起來。在陰雨天氣時，在將儲能 系統中的電能釋放出。
[0036] 本實用新型技術方案通過設置所述充電單元100、至少一個所述儲能單元200、至 少一個所述逆變單元300及所述控制單元400,形成了 一種儲能系統。所述充電單元100將電 網電能進行整流濾波后變為直流電，給所述儲能單元200充電，控制單元400關斷所述逆變 單元300;所述儲能單元200電量達到設定閾值時，所述控制單元400關斷所述充電單元100， 停止給所述儲能單元200充電；在需要對負載進行供電時，所述控制單元400控制逆變單元 300開啟對負載進行供電。該儲能單元200采用超級電容進行儲能，具有儲能容量大，放電速 度快，儲能系統具有很大的瞬間輸出功率，滿足了負載對大功率的要求。
[0037]進一步地，所述充電單元100的輸入端接入電網，所述充電單元100的輸出端分別 與所述逆變單元300的輸入端連接;所述逆變單元300的輸出端連接負載;所述儲能單元 200與所述充電單元100和所述逆變單元300連接的公共端點連接;所述控制單元400分別與 所述充電單元1 〇〇、所述逆變單元300及所述儲能單元200連接。
[0038] 參照圖2,進一步地，所述儲能系統還包括放電單元500,所述放電單元500與所述 充電單元100和所述逆變單元300連接的公共端點連接。
[0039]需要說明的是，在儲能系統需要進行維修時，需要將儲能單元200中的剩余電能通 過放電單元500消耗釋放，以保證維修人員不觸電。
[0040]具體地，本實施例中，所述儲能系統包括六個儲能單元200、第一輸電線Ll及第二 輸電線L2;多個所述儲能單元200均包括第一端及第二端，所述儲能單元200的第一端與所 述第一輸電線Ll連接，所述儲能單元200的第二端與所述第二輸電線L2連接。
[0041]需要說明的是，六個儲能單元200相互并聯，可以同時進行充電或放電，增大了瞬 時放電功率，減少了充電時間；同時可根據需要對儲能單元200的數量進行擴充，滿足負載 的功率需求。第一輸電線Ll及第二輸電線L2采用能夠承受較高功率的電力電纜。
[0042]進一步地，所述儲能系統還包括第一開關單元600及第二開關單元700,所述第一 開關單元600的第一輸入端與所述第一輸電線Ll的第一端連接，所述第一開關單元600的第 二輸入端與所述第二輸電線L2的第一端連接;所述第一開關單元600的第一輸出端及第二 輸出端都與所述逆變單元300連接;所述第二開關單元700的第一輸入端與所述第一輸電線 Ll的第二端連接，所述第二開關單元700的第二輸入端與所述第二輸電線L2的第二端連接， 所述第二開關單元700的第一輸出端及第二輸出端都與所述逆變單元300連接。
[0043]本實施例中的第一開關單元600及第二開關單元700能夠在儲能系統回路中電流 或電壓過大時，自動跳閘，關斷儲能單元200輸出，以保護儲能系統。
[0044]具體地，所述儲能系統包括六個逆變單元300,其中三個所述逆變單元300組成第 一逆變組，另外三個所述逆變單元300組成第二逆變組；
[0045]所述第一逆變組中三個所述逆變單元300的第一輸入端都與所述第一開關單元 600的第一輸出端連接，所述第一逆變組中的三個所述逆變單元300的第二輸入端都與所述 第一開關單元600的第二輸出端連接；
[0046]所述第二逆變組中三個所述逆變單元300的第一輸入端都與所述第二開關單元 700的第一輸出端連接，所述第二逆變組中的三個所述逆變單元300的第二輸入端都與所述 第二開關單元700的第二輸出端連接。
[0047]本實施例中，該儲能系統采用了6個逆變單元300，并分為兩組:第一逆變組及第二 逆變組，每個組均包括3個逆變單元300。兩個逆變組分別經過第一開關單元600及第二開關 單元700與儲能單元200連接。該逆變單元300的數量也可根據負載需要的功率進行擴充。 [0048] 具體地，所述第一開關單元600包括第一斷路器QFl，所述第一斷路器QFl的第一輸 入端與所述第一輸電線Ll的第一端連接，所述第一斷路器QFl的第二輸入端與所述第二輸 電線L2的第二端連接;所述第一斷路器QFl的第一輸出端分別與所述第一逆變組中三個所 述逆變單元300的第一輸入端連接，所述第一斷路器QFl的第二輸出端分別與所述第一逆變 組中三個所述逆變單元300的第二輸入端連接。
[0049] 所述第二開關單元700包括第二斷路器QF2,所述第二斷路器QF2的第一輸入端與 所述第一輸電線Ll的第二端連接，所述第二斷路器QF2的第二輸入端與所述第二輸電線L2 的第二端連接;所述第二斷路器QF2的第一輸出端分別與所述第二逆變組中三個所述逆變 單元300的第一輸入端連接，所述第二斷路器QF2的第二輸出端分別與所述第二逆變組中三 個所述逆變單元300的第二輸入端連接。
[0050]在該儲能系統中出現短路等情況導致回路中電流急劇上升時，第一斷路器QFl及 第二斷路器QF2自動斷開，起到保護作用。
[0051 ] 進一步地，所述第一開關單元600還包括兩個軟啟電路10，所述第一斷路器QFl的 第一輸入端和第一輸出端之間、所述第一斷路器QFl的第二輸入端和第二輸出端之間分別 并聯有所述軟啟電路10;所述第二開關單元700還包括兩個所述軟啟電路10,所述第二斷路 器QF2的第一輸入端和第一輸出端之間、所述第二斷路器QF2的第二輸入端和第二輸出端之 間分別并聯有所述軟啟電路10。
[0052] 所述軟啟電路10包括電阻R、熔斷器FU及接觸器KM;所述熔斷器FU的第一端為所述 軟啟電路10的第一端，所述熔斷器FU的第二端經所述接觸器KM與所述電阻R的第一端連接， 所述電阻R的第二端為所述軟啟電路10的第二端。
[0053]當該儲能系統向負載輸出電能時，先通過軟啟電路10使輸出至逆變單元300的電 流緩慢上升，減少大電流對逆變單元300的沖擊，增加逆變單元300的壽命。當軟啟完成后， 軟啟電路10中的接觸器KM斷開;控制單元400控制第一斷路器QFl及第二斷路器QF2導通。 [0054]進一步地，所述放電單元500包括第一輸出端及第二輸出端，所述放電單元500的 第一輸出端與一熔斷器FU的一端連接，所述熔斷器FU的另一端經一接觸器KM與所述第一輸 電線Ll連接;所述放電單元500的第二輸出端與一熔斷器FU的一端連接，所述熔斷器FU的另 一端經一接觸器KM與所述第二輸電線L2連接。
[0055]進一步地，所述充電單元100包括第一輸出端及第二輸出端，所述充電單元100的 第一輸出端與一熔斷器FU的一端連接，所述熔斷器FU的另一端經一接觸器KM與所述第一輸 電線Ll連接;所述充電單元100的第二輸出端與一熔斷器FU的一端連接，所述熔斷器FU的另 一端經一接觸器KM與所述第二輸電線L2連接。
[0056] 進一步地，多個所述儲能單元200的第一端均經一恪斷器FU與所述第一輸電線Ll 連接，多個所述儲能單元200的第二端均經一恪斷器FU與所述第二輸電線L2連接。
[0057] 需要說明的是，當流經熔斷器FU的電流超過熔斷器FU的限定值時，熔斷器FU斷開， 以及時切斷電流，保護該儲能系統。
[0058] 該儲能系統中接觸器KM、第一斷路器QFl及第二斷路器QF2的受控端（圖中未示出） 都與所述控制單元400連接，以自動控制接觸器KM、第一斷路器QFl及第二斷路器QF2的導通 與關斷。
[0059] 該儲能系統還包括通信單元800,所述通信單元800與所述控制單元400電連接，將 控制單元400中所采集的數據傳輸到遠程的監控室中，并將監控室中上位機的控制指令傳 輸到控制單元400中，以進行遙控。
[0060] 本實用新型技術方案通過設置六個采用超級電容進行儲能的儲能單元，在對負載 進行供電時，多個并聯的儲能單元同時放電，通過設置對應的六個逆變單元，將儲能單元釋 放的直流電轉換成交流電，能夠提供較高的瞬間功率，滿足負載要求。
[0061] 以上所述僅為本實用新型的優選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍， 凡是在本實用新型的實用新型構思下，利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構 變換，或直接/間接運用在其他相關的技術領域均包括在本實用新型的專利保護范圍內。
【主權項】
1. 一種儲能系統，其特征在于，包括充電單元、至少一個儲能單元、至少一個逆變單元 及控制單元;所述儲能單元采用超級電容進行儲能;其中 所述充電單元，用于將電網輸入的交流電進行整流斬波后，對所述儲能單元進行充電； 所述逆變單元，用于將儲能單元輸出的直流電逆變為交流電后提供給負載； 所述控制單元，用于獲取多個儲能單元儲存電量情況，在儲能單元儲存電量達到設定 閾值，關斷所述充電單元;所述控制單元還在所述逆變單元工作時，關斷所述充電單元。2. 如權利要求1所述的儲能系統，其特征在于，所述充電單元的輸入端接入電網，所述 充電單元的輸出端與所述逆變單元輸入端連接;所述逆變單元的輸出端連接負載;所述儲 能單元與所述充電單元和所述逆變單元連接的公共端點連接;所述控制單元分別與所述充 電單元、所述逆變單元及所述儲能單元連接。3. 如權利要求2所述的儲能系統，其特征在于，所述儲能系統還包括放電單元，所述放 電單元與所述充電單元和所述逆變單元連接的公共端點連接。4. 如權利要求3所述的儲能系統，其特征在于，所述儲能系統包括六個儲能單元、第一 輸電線及第二輸電線;所述儲能單元均包括第一端及第二端，所述儲能單元的第一端都與 所述第一輸電線連接，所述儲能單元的第二端都與所述第二輸電線連接。5. 如權利要求3至4中任意一項所述的儲能系統，其特征在于，所述儲能系統還包括第 一開關單元及第二開關單元，所述第一開關單元的第一輸入端與所述第一輸電線的第一端 連接，所述第一開關單元的第二輸入端與所述第二輸電線的第一端連接;所述第一開關單 元的第一輸出端及第二輸出端都與所述逆變單元連接;所述第二開關單元的第一輸入端 與所述第一輸電線的第二端連接，所述第二開關單元的第二輸入端與所述第二輸電線的第 二端連接，所述第二開關單元的第一輸出端及第二輸出端都與所述逆變單元連接。6. 如權利要求5所述的儲能系統，其特征在于，所述儲能系統包括六個逆變單元，其中 三個所述逆變單元組成第一逆變組，另外三個所述逆變單元組成第二逆變組； 所述第一逆變組中三個所述逆變單元的第一輸入端都與所述第一開關單元的第一輸 出端連接，所述第一逆變組中的三個所述逆變單元的的第二輸入端都與所述第一開關單元 的第二輸出端連接； 所述第二逆變組中三個所述逆變單元的第一輸入端都與所述第二開關單元的第一輸 出端連接，所述第二逆變組中的三個所述逆變單元的第二輸入端都與所述第二開關單元的 第二輸出端連接。7. 如權利要求6所述的儲能系統，其特征在于，所述第一開關單元包括第一斷路器，所 述第一斷路器的第一輸入端與所述第一輸電線的第一端連接，所述第一斷路器的第二輸入 端與所述第二輸電線的第二端連接;所述第一斷路器的第一輸出端分別與所述第一逆變組 中三個所述逆變單元的第一輸入端連接，所述第一斷路器的第二輸出端分別與所述第一逆 變組中三個所述逆變單元的第二輸入端連接； 所述第二開關單元包括第二斷路器，所述第二斷路器的第一輸入端與所述第一輸電線 的第二端連接，所述第二斷路器的第二輸入端與所述第二輸電線的第二端連接;所述第二 斷路器的第一輸出端分別與所述第二逆變組中三個所述逆變單元的第一輸入端連接，所述 第二斷路器的第二輸出端分別與所述第二逆變組中三個所述逆變單元的第二輸入端連接。8. 如權利要求7所述的儲能系統，其特征在于，所述第一開關單元還包括兩個軟啟電 路，所述第一斷路器的第一輸入端和第一輸出端之間、所述第一斷路器的第二輸入端和第 二輸出端之間分別并聯有所述軟啟電路;所述第二開關單元還包括兩個所述軟啟電路，所 述第二斷路器的第一輸入端和第一輸出端之間、所述第二斷路器的第二輸入端和第二輸 出端之間分別并聯有所述軟啟電路； 所述軟啟電路包括電阻、熔斷器及接觸器;所述熔斷器的第一端為所述軟啟電路的第 一端，所述熔斷器的第二端經所述接觸器與所述電阻的第一端連接，所述電阻的第二端為 所述軟啟電路的第二端。9. 如權利要求8所述的儲能系統，其特征在于，所述放電單元包括第一輸出端及第二輸 出端，所述放電單元的第一輸出端與一熔斷器的一端連接，所述熔斷器的另一端經一接觸 器與所述第一輸電線連接;所述放電單元的第二輸出端與一熔斷器的一端連接，所述熔斷 器的另一端經一接觸器與所述第二輸電線連接。10. 如權利要求9所述的儲能系統，其特征在于，所述充電單元包括第一輸出端及第二 輸出端，所述充電單元的第一輸出端與一熔斷器的一端連接，所述熔斷器的另一端經一接 觸器與所述第一輸電線連接;所述充電單元的第二輸出端與一熔斷器的一端連接，所述熔 斷器的另一端經一接觸器與所述第二輸電線連接。11. 如權利要求10所述的儲能系統，其特征在于，多個所述儲能單元的第一端均經一熔 斷器與所述第一輸電線連接，多個所述儲能單元的第二端均經一熔斷器與所述第二輸電線 連接。
【文檔編號】H02J7/34GK205544444SQ201620221704
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月22日
【發明人】曾贛生, 顏璞
【申請人】深圳市德利和能源技術有限公司