基于模塊化設(shè)計(jì)的儲(chǔ)能及能量變換裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種儲(chǔ)能及能量變換系統(tǒng)，具體地說(shuō)，涉及基于一種基于模塊化設(shè)計(jì)的儲(chǔ)能及能量變換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，在各種儲(chǔ)能及能量變換系統(tǒng)中，多采用集中式的轉(zhuǎn)換方式，即采用單一的直流/直流變換單元和直流交流變換單元，這種方法有以下缺點(diǎn):不易擴(kuò)容，當(dāng)增加容量時(shí)需要設(shè)計(jì)新的變流器;可靠性低，單一變換器沒(méi)有冗余;應(yīng)用范圍窄，當(dāng)需要采用混合儲(chǔ)能元件時(shí)(比如超級(jí)電容與電池混合)，由于不同儲(chǔ)能元件的充放電特性不同，單一變換器無(wú)法滿足要求。因此，單一變換器設(shè)計(jì)的問(wèn)題日益凸顯，而模塊化的設(shè)計(jì)可以很好的解決上述問(wèn)題，帶來(lái)易維護(hù)，可靠性高，易擴(kuò)容，應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)；并且，通過(guò)直流匯流單元將各個(gè)模塊匯集在一起，針對(duì)電網(wǎng)和負(fù)載的具體應(yīng)用，可以帶來(lái)穩(wěn)定電網(wǎng)電壓，提高電源質(zhì)量，吸收回饋能量，節(jié)約能源的優(yōu)點(diǎn)；因而，本實(shí)用新型在儲(chǔ)能及能量變換應(yīng)用領(lǐng)域中具有較大的理論研究和實(shí)際推廣的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的，在于克服上述問(wèn)題，提供一種易維護(hù)，可靠性高，易擴(kuò)容，應(yīng)用范圍廣的儲(chǔ)能及能量變換裝置。
[0004]本實(shí)用新型的一種基于模塊化設(shè)計(jì)的儲(chǔ)能及能量變換裝置，包括模塊化的儲(chǔ)能單元、直流匯流單元、模塊化的直流/交流變換單元、電網(wǎng)或者負(fù)載，儲(chǔ)能單元的輸出與直流匯流單元相連，直流/交流變換單元的直流端與直流匯流單元相連，直流/交流變換單元的交流端與電網(wǎng)或者負(fù)載相連；
[0005]所述模塊化的儲(chǔ)能單元，包括儲(chǔ)能元件組和直流/直流變換單元，其中儲(chǔ)能元件組與直流/直流變換單元的一端相連，直流/直流變換單元的另外一端與直流匯流單元相連。
[0006]所述的儲(chǔ)能元件組，可以為電解電容，超級(jí)電容，離子電池，燃料電池，超導(dǎo)儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等任意類型的儲(chǔ)能元件組成，每個(gè)儲(chǔ)能元件組可以是一種儲(chǔ)能元件或者多種儲(chǔ)能元件的組合。
[0007]所述的直流/直流變換單元，對(duì)儲(chǔ)能元件組進(jìn)行充電及放電的管理和控制。其可以是雙向或者單向直流/直流變換器，變換器電路可以是升壓和/或降壓電路，直流/直流變換單元也可以是直通單元，即等壓電路。
[0008]所述直流匯流單元，將儲(chǔ)能單元和直流/交流變換單元的直流端匯集，其中儲(chǔ)能單元、直流/交流變換單元與所述直流匯流單元的連接方式，可以是直通連接，通過(guò)接觸器、保險(xiǎn)連接或者通過(guò)空氣開(kāi)關(guān)等器件連接。
[0009]所述直流/交流變換單元的直流端與直流匯流單元相連，其交流端與電網(wǎng)或者負(fù)載相連，其可以是單向或者雙向變換器，其交流端可以是單相或者多相。
[0010]所述的電網(wǎng)或者負(fù)載與直流/交流變換單元相連，當(dāng)其為電網(wǎng)時(shí)，可以通過(guò)變壓器隔離，直接相連或者通過(guò)接觸器、空氣開(kāi)關(guān)或者保險(xiǎn)等器件相連；當(dāng)其為負(fù)載時(shí)，負(fù)載可以是異步電機(jī)、同步電機(jī)、永磁電機(jī)等各種電機(jī)類負(fù)載，也可以是各種其他類負(fù)載。
[0011]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下明顯優(yōu)點(diǎn):
[0012]1、可靠性高、易維護(hù):和傳統(tǒng)儲(chǔ)能與能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)相比，模塊化設(shè)計(jì)便于采用冗余設(shè)計(jì)而提高可靠性，維護(hù)時(shí)只需要對(duì)單個(gè)模塊進(jìn)行，維護(hù)簡(jiǎn)單容易。
[0013]2、模塊化、易擴(kuò)容:和傳統(tǒng)儲(chǔ)能與能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)相比，模塊化設(shè)計(jì)便于擴(kuò)容，擴(kuò)容時(shí)只需增加模塊數(shù)量。
[0014]3、應(yīng)用范圍廣:針對(duì)各種儲(chǔ)能元件的特性，選擇不同的充電放電控制算法，可以適用于各種儲(chǔ)能元件;針對(duì)不同的負(fù)載特性和要求，采用不同的控制策略以應(yīng)對(duì)負(fù)載要求。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖中標(biāo)號(hào):Cl?Cn-儲(chǔ)能單元、2-直流匯流單元、BI?Bm-直流/交流變換單元、3-電源或者負(fù)載、Cl.1?Cn.1-儲(chǔ)能元件組、Cl.2?Cn.2-直流/直流變換電路。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了加深對(duì)本實(shí)用新型的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例僅用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。
[0018]如圖1所示的一種基于模塊化設(shè)計(jì)的儲(chǔ)能及能量變換裝置的【具體實(shí)施方式】:包括模塊化的儲(chǔ)能單元Cl?Cn、直流匯流單元2、模塊化的直流/交流變換單元BI?Bm，電網(wǎng)或者負(fù)載3，儲(chǔ)能單元Cl?Cn的輸出與直流匯流單元2相連，直流/交流變換單元BI?Bm的直流端與直流匯流單元2相連，直流/交流變換單元BI?Bm的交流端與電網(wǎng)或者負(fù)載3相連；
[0019]所述模塊化的儲(chǔ)能單元Cl?Cn包括儲(chǔ)能元件組Cl.1?Cn.1和直流/直流變換單元Cl.2?Cn.2，其中儲(chǔ)能元件組Cl.1?Cn.1與直流/直流變換單元Cl.2?Cn.2的一端相連，直流/直流變換單元Cl.2?Cn.2的另外一端與直流匯流單元(2)相連；
[0020]所述的儲(chǔ)能元件組Cl.1?Cn.1，可以為電解電容，超級(jí)電容，離子電池，燃料電池，超導(dǎo)儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等任意類型的儲(chǔ)能元件組成，每個(gè)儲(chǔ)能元件組Cl.1?Cn.1可以是一種儲(chǔ)能元件或者多種儲(chǔ)能元件的組合。
[0021 ] 所述的直流/直流變換單元Cl.2?Cn.2，對(duì)儲(chǔ)能元件組Cl.1?Cn.1進(jìn)行充電及放電的管理和控制。其可以是雙向或者單向直流/直流變換器，變換器電路可以是升壓和/或降壓電路，直流/直流變換單元也可以是直通單元，即等壓電路。
[0022I 所述直流匯流單元2將儲(chǔ)能單元Cl?Cn和直流/交流變換單元BI?Bm的直流端匯集，其中儲(chǔ)能單元Cl?Cn、直流/交流變換單元BI?Bm與所述直流匯流單元2的連接方式，可以是直通連接，通過(guò)接觸器、保險(xiǎn)連接或者通過(guò)空氣開(kāi)關(guān)等器件連接。
[0023]所述直流/交流變換單元BI?Bm的直流端與直流匯流單元2相連，其交流端與電網(wǎng)或者負(fù)載3相連，其可以是單向或者雙向變換器，其交流端可以是單相或者多相；
[0024]所述的電網(wǎng)或者負(fù)載3與直流/交流變換單元BI?Bm相連，當(dāng)其為電網(wǎng)時(shí)，可以通過(guò)變壓器隔離，直接相連或者通過(guò)接觸器、空氣開(kāi)關(guān)或者保險(xiǎn)等器件相連；當(dāng)其為負(fù)載時(shí)，負(fù)載可以是異步電機(jī)、同步電機(jī)、永磁電機(jī)等各種電機(jī)類負(fù)載，也可以是各種其他類負(fù)載；
[0025]綜上所述，本實(shí)用新型具有以下明顯優(yōu)點(diǎn):
[0026]1、可靠性高、易維護(hù):和傳統(tǒng)儲(chǔ)能與能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)相比，模塊化設(shè)計(jì)便于采用冗余設(shè)計(jì)而提高可靠性，維護(hù)時(shí)只需要對(duì)單個(gè)模塊進(jìn)行，維護(hù)簡(jiǎn)單容易。
[0027]2、模塊化、易擴(kuò)容:和傳統(tǒng)儲(chǔ)能與能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)相比，模塊化設(shè)計(jì)便于擴(kuò)容，擴(kuò)容時(shí)只需增加模塊數(shù)量。
[0028]3、應(yīng)用范圍廣:針對(duì)各種儲(chǔ)能元件的特性，選擇不同的充電放電控制算法，可以適用于各種儲(chǔ)能元件;針對(duì)不同的負(fù)載特性和要求，采用不同的控制策略以應(yīng)對(duì)負(fù)載要求。
[0029]申請(qǐng)人又一聲明，本實(shí)用新型通過(guò)上述實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)方法及裝置結(jié)構(gòu)，但本實(shí)用新型并不局限于上述實(shí)施方式，即不意味著本實(shí)用新型必須依賴上述方法及結(jié)構(gòu)才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本實(shí)用新型的任何改進(jìn)，對(duì)本實(shí)用新型所選用實(shí)現(xiàn)方法等效替換及步驟的添加、具體方式的選擇等，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍和公開(kāi)的范圍之內(nèi)。本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，凡采用和本實(shí)用新型相似結(jié)構(gòu)及其方法來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的所有方式，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于模塊化設(shè)計(jì)的儲(chǔ)能及能量變換裝置，其特征在于:包括模塊化的儲(chǔ)能單元(Cl?Cn)、直流匯流單元(2)、模塊化的直流/交流變換單元(BI?Bm)和電網(wǎng)或者負(fù)載(3)，所述儲(chǔ)能單元(Cl?Cn)的輸出與直流匯流單元(2)相連，所述直流/交流變換單元(BI?Bm)的直流端與直流匯流單元(2 )相連，所述直流/交流變換單元(BI?Bm)的交流端與電網(wǎng)或者負(fù)載(3)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于模塊化設(shè)計(jì)的儲(chǔ)能及能量變換裝置，其特征在于:所述模塊化的儲(chǔ)能單元(Cl?Cn)包括儲(chǔ)能元件組(Cl.1?Cn.1)和直流/直流變換單元(Cl.2?Cn.2)，其中儲(chǔ)能元件組(Cl.1?Cn.1)與直流/直流變換單元(Cl.2?Cn.2)的一端相連，所述直流/直流變換單元(Cl.2?Cn.2)的另外一端與直流匯流單元(2)相連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于模塊化設(shè)計(jì)的儲(chǔ)能及能量變換裝置，其特征在于:所述儲(chǔ)能元件組(Cl.1?Cn.1)為電解電容、超級(jí)電容、離子電池、燃料電池、超導(dǎo)儲(chǔ)能或飛輪儲(chǔ)能的儲(chǔ)能元件組成，每個(gè)儲(chǔ)能元件組為一種儲(chǔ)能元件或者多種儲(chǔ)能元件的組合。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于模塊化設(shè)計(jì)的儲(chǔ)能及能量變換裝置，其特征在于:所述直流/直流變換單元(Cl.2?Cn.2)，為雙向或者單向變換器，所述變換器電路為升壓和/或降壓電路，所述直流/直流變換單元為直通單元，即等壓電路。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于模塊化設(shè)計(jì)的儲(chǔ)能及能量變換裝置，其特征在于:所述直流匯流單元(2)將儲(chǔ)能單元(Cl?Cn)和直流/交流變換單元(BI?Bm)的直流端匯集，其中儲(chǔ)能單元(Cl?Cn)、直流/交流變換單元(BI?Bm)與所述直流匯流單元(2)的連接方式，為直通連接，通過(guò)接觸器、保險(xiǎn)連接或者通過(guò)空氣開(kāi)關(guān)器件連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于模塊化設(shè)計(jì)的儲(chǔ)能及能量變換裝置，其特征在于:所述直流/交流變換單元(BI?Bm)的直流端為單向或者雙向變換器，交流端為單相或者多相變換器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于模塊化設(shè)計(jì)的儲(chǔ)能及能量變換裝置，其特征在于:所述的電網(wǎng)或者負(fù)載(3)與直流/交流變換單元(BI?Bm)的交流端相連，當(dāng)其為電網(wǎng)時(shí)，通過(guò)變壓器隔離，直接相連或者通過(guò)接觸器、空氣開(kāi)關(guān)或者保險(xiǎn)器件相連；當(dāng)其為負(fù)載時(shí)，負(fù)載為異步電機(jī)、同步電機(jī)或永磁電機(jī)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于模塊化設(shè)計(jì)的儲(chǔ)能及能量變換裝置，包括模塊化設(shè)計(jì)的一個(gè)或者多個(gè)由儲(chǔ)能元件組和直流/直流變換單元組成的儲(chǔ)能單元，直流匯流單元和一個(gè)或者多個(gè)直流/交流變換單元。其中，儲(chǔ)能元件組與直流/直流變換單元的一端相連，直流/直流變換單元的另外一端與直流匯流單元相連，直流/交流變換單元的直流端與直流匯流單元相連，直流/交流變換單元的交流端與電網(wǎng)或者負(fù)載相連。本實(shí)用新型具有模塊化，易維護(hù)，可靠性高，易擴(kuò)容，應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)具體應(yīng)用，當(dāng)直流/交流變換單元與電網(wǎng)相連時(shí)，具有穩(wěn)定電網(wǎng)電壓，提高電源質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)直流/交流變換單元與負(fù)載相連時(shí)，具有吸收回饋能量，節(jié)約能源的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】H02J3/28, H02M7/42
【公開(kāi)號(hào)】CN205123276
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520902210
【發(fā)明人】曲樹(shù)筍
【申請(qǐng)人】江蘇兆合電氣有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年11月13日