儲能式大功率電器具和分布式儲釋能系統及其應用方法技術方案

本發明專利技術公開了一種儲能式大功率電器具和分布式儲釋能系統及其應用方法，千家萬戶既是能源消費者也參與儲能對于加快推進清潔能源替代及電能替代的能源變革具有重要意義。家庭習慣使用以液化氣等為能源的如灶具等器具是因為其熱值高體驗比一般電灶具好，但若單純提升電器具功率傳統小區家庭線路又無法承受。本發明專利技術是設置優選采用電動汽車流轉出來的電池設置的具備儲能模塊的電器具，可及時釋放足夠大電能以滿足使用體驗，同時具備大功率儲能的電器具在管理程序控制下可自動向電網反哺富裕能量，通過千家萬戶的削峰填谷累計付出不僅為平衡電網峰谷差做出貢獻，也是推進家庭能源消費進行電替代變革的重大舉措，節約家庭能源支出同時促進了行業的發展。

【技術實現步驟摘要】
儲能式大功率電器具和分布式儲釋能系統及其應用方法
本專利技術創造屬于能源應用
，特別是一種儲能式大功率電器具和分布式儲釋能系統及其應用方法。
技術介紹
應對人類可持續發展挑戰的關鍵在于在能源領域加快推行“兩個替代”的變革，即清潔替代和電能替代：在能源開發上以清潔能源替代化石能源，在能源消費上盡最大可能提升電能消費的比重。受限于當前技術等多種因素，“兩個替代”推進工作進度緩慢，環境污染特別是北方地區冬天的霧霾天氣嚴重損害人們身體健康，在燃氣缺電暖小的背景下，人們在強令禁煤為環保或局部解禁保民生間陷入兩難，環境治理任重道遠。家庭能源消費是社會總體能源消費的重要組成部分，因直接關乎民生及環境治理而重要、敏感。當前家庭或個體商戶的能源模式一般為電能、煤和燃氣，煤的低端消費如散煤在北方城郊或鄉鎮農村還使用較多，也是冬天霧霾產生原因之一因此需要限制；除照明及學習娛樂通訊等電子消費品外，電能應用基本分三類，帶動壓縮交換機做功進行制冷，如制冷空調和冰箱；帶動電機進行實物加工，如食物加工機、電鉆；以及利用電直接或間接進行加熱，直接加熱如致熱空調、電熱水器，電暖器、電烤箱、電爐或電陶爐，間接加熱如微波爐、電磁爐，這些設備大部分的功率設置有些不需要太高即可，社區及家庭電力線路路也能支撐，但傳統線路也限制到本需要較大功率的電器具，如當前的即熱式電熱水器和電氣灶具（電磁爐或電陶爐），功率低導致無法獲得大流量熱水的即用即出，以及確保菜肴營養和美味的猛火急炒體驗，這也是盡管“燃氣熱水器”和“燃氣灶具”有泄漏及產生一氧化碳危險因素及產生燃燒污漬等缺點，人們也選擇“燃氣熱水器”和“燃氣灶具”的原因。但假如參照燃氣灶具同樣炒菜效果需將電氣灶具功率設計至最高20kW，而水溫可用的即熱式熱水器至少6~8.5kW（北方區域一般建議采用15kW~18kW）這將導致依據《住宅建筑電氣設計規范》建造的小區住宅因設定功率容量配置不足（早期住宅為2kW、4kW，新建住宅8kW或以上）而出現線路危險，并且大量大功率家電器具集中使用也將導致電網區域性用電高峰，給電網調峰調頻帶來壓力。另一方面，業內周知，電能算即產即用的瞬時能源，用戶電能需求總量因晝夜或季節的不斷變化使得發電廠及電網不得不采取各種措施適應對：發電廠預留冗余產能，通過調節水量、汽量改變發電廠的出力或關停或啟動備用機組進行調整，或者電網建設專用的抽水或壓縮空氣等蓄能發電站。隨著以風電光電為主的新能源在發電總量中所占比例的提升，這種發電側固有的不穩定更加大了發電和用電間的不平衡，甚至導致新能源領域棄風、棄水、棄光操作大量發生，據統計，2016年全國棄風電量497億千瓦時，棄風率18%；棄光電量70.4億千瓦時，棄光率約11%。要解決這種不平衡，從根本上說必須通過大力發展儲能來解決。如抽水儲能發電廠，或商業化電池儲能電站，特別是要發動千家萬戶以家庭儲能的方式參與到儲能領域中來，但在我國受限于集中式樓房為主的住宅結構，家庭光伏或風能發電實際無法大量推廣，在幾乎很少停電及峰谷電價差和儲能度電成本比優勢微弱的背景下，家庭或及個體工商戶很難接受設置單純儲能的電池或其他儲能裝置。因此，在當前技術及行業背景下，在家庭能源消費上要盡量做到電能全覆蓋，急需解決電氣灶具和即熱式電熱水器等器具的功率提升問題，為促進新能源建設也需要引導家庭或商家有動力參與到儲能建設中來。
技術實現思路
針對當前存在的問題，本專利技術創造的第一個目的是提供一種儲能式大功率電器具，第二個目的是提供一種基于儲能式大功率電器具的分布式儲釋能系統，再一個目的是提供一種基于儲能式大功率電器具的分布式儲釋能系統應用方法。為達成上述目的，本專利技術采用的技術方案是，一種儲能式大功率電器具，配置在包含有其他普通電器、線路承受直接功率有限的電力用戶系統中，經過配電箱及計量表與電網電連接，包括依序電連接的輸入電纜線、電氣轉換電路群、至少一組能量輸出元件及承接安裝固定的器具架體，所述能量輸出元件對外進行能量輸出；所述電氣轉換電路群將標準電能轉換為可對外輸出的能量，包含相互電連接的電源整流電路、低壓供電電路、系統控制電路、功率輸出控制電路、檢測保護電路，所述輸入電纜線與所述電源整流電路電連接輸入電能，所述功率輸出控制電路與所述能量輸出元件電連接輸出能量；另外，還設置儲能單元，所述儲能單元與所述電氣轉換電路群電連接，包括承接安裝的儲能機架以及依序電連接的充放電管理電路和儲能電池，當所述電器具需要輸出的功率大于所述直接功率時，或所述電網處于峰電價且不接受改價格時，所述系統控制電路及充放電管理電路調配所述儲能電池通過所述能量輸出元件對外進行能量輸出。進一步的，所述能量輸出元件為用于制造電磁爐的電感應線圈。或者，所述能量輸出元件為用于制造電陶爐或電熱水器的電發熱元件。進一步的，還設置長距離分支發熱模塊，所述分支發熱模塊與所述儲能式大功率電器具及儲能單元在保持電氣連接，包括承接安裝的模塊架體以及與所述電氣轉換電路群電連接的分支發熱元件、控制顯示電路。進一步的，在所述電氣轉換電路群及所述儲能電池區域設置余熱交換水管道。進一步的，還設置逆變器及自動轉換開關，所述自動轉換開關電串接于所述電網及所述其他普通電器間，在所述逆變器電串接于所述儲能單元與所述自動轉換開關間，在電網供電中斷時，所述儲能單元的電能通所述逆變器及自動轉換開關向所述其他普通電器供電。進一步的，還設置計測向電網方向送電量的反向計量單元，與原單向計量構成雙向計量電表，所述儲能單元的電能富裕部分通過所述逆變器及自動轉換開關經反向計量后向所述電網補充電能。一種基于儲能式大功率電器具的分布式儲釋能系統，包括，電接于電網的N組（N為＞1的自然數）住戶單元，所述住戶單元包含依序電連接的儲能式大功率電器具、逆變器、自動轉換開關及雙向電表，所述儲能式大功率電器具包括通訊單元、儲能單元，所述儲能式大功率電器具富裕的電能通過所述逆變器及自動轉換開關并經所述雙向計量表向所述電網補充電能；客戶端管理程序，安裝于客戶的通用的具備通訊功能的客戶終端設備內，與所述儲能式大功率電器具通訊連接，可設置、管理和查詢客戶充電儲能及富裕電能釋放信息及收益信息；儲釋能調配管理程序，設置于分布式儲釋能經營單元，與所述電網調峰調頻管理程序及所述儲能式大功率電器具及客戶端管理程序通訊連接。一種基于儲能式大功率電器具的分布式儲釋能系統應用方法，包括以下步驟，第一步，住戶通過客戶端管理程序設置住戶所擁有的儲能在電量富裕時是否同意向電網反送電及必須預留的額度；第二步，儲釋能調配管理程序多全部的住戶單元設置狀態進行在線實時監測，并根據各住戶的個性化設置確保儲能電池的在經濟合理時段進行電能補充；第三步，根據電網電網調峰調頻管理程序的信息，調配住戶單元的儲能電池向所述電網送電以滿足調峰調頻需要。進一步的，所述儲釋能調配管理程序可設置并發布用電峰時的購電價格溢價系數，所述所述客戶端管理程序可以進行搶單售電操作。與現有技術相比，本專利技術的儲能式大功率電器具、分布式儲釋能系統及應用方法解決了家庭能源消費中以灶具和熱水器為主的大功率家用電器具功率無法提升至夠用的電替代痛點，同時引導家庭積極參與到儲能建設中來，不僅優化了廚房環境，也方便了熱水使用，節約了家庭能源消費支出，海量的家本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種儲能式大功率電器具，配置在包含有其他普通電器、線路承受直接功率有限的電力用戶系統中，經過配電箱及計量表與電網電連接，包括依序電連接的輸入電纜線、電氣轉換電路群、至少一組能量輸出元件及承接安裝固定的器具架體，所述能量輸出元件對外進行能量輸出；所述電氣轉換電路群將標準電能轉換為可對外輸出的能量，包含相互電連接的電源整流電路、低壓供電電路、系統控制電路、功率輸出控制電路、檢測保護電路，所述輸入電纜線與所述電源整流電路電連接輸入電能，所述功率輸出控制電路與所述能量輸出元件電連接輸出能量；其特征在于，還設置儲能單元，所述儲能單元與所述電氣轉換電路群電連接，包括承接安裝的儲能機架以及依序電連接的充放電管理電路和儲能電池，當所述電器具需要輸出的功率大于所述直接功率時，或所述電網處于峰電價且不接受改價格時，所述系統控制電路及充放電管理電路調配所述儲能電池通過所述能量輸出元件對外進行能量輸出。

【技術特征摘要】
1.一種儲能式大功率電器具，配置在包含有其他普通電器、線路承受直接功率有限的電力用戶系統中，經過配電箱及計量表與電網電連接，包括依序電連接的輸入電纜線、電氣轉換電路群、至少一組能量輸出元件及承接安裝固定的器具架體，所述能量輸出元件對外進行能量輸出；所述電氣轉換電路群將標準電能轉換為可對外輸出的能量，包含相互電連接的電源整流電路、低壓供電電路、系統控制電路、功率輸出控制電路、檢測保護電路，所述輸入電纜線與所述電源整流電路電連接輸入電能，所述功率輸出控制電路與所述能量輸出元件電連接輸出能量；其特征在于，還設置儲能單元，所述儲能單元與所述電氣轉換電路群電連接，包括承接安裝的儲能機架以及依序電連接的充放電管理電路和儲能電池，當所述電器具需要輸出的功率大于所述直接功率時，或所述電網處于峰電價且不接受改價格時，所述系統控制電路及充放電管理電路調配所述儲能電池通過所述能量輸出元件對外進行能量輸出。2.如權利要求1所述的一種儲能式大功率電器具，其特征在于，所述能量輸出元件為用于制造電磁爐的電感應線圈。3.如權利要求1所述的一種儲能式大功率電器具，其特征在于所述能量輸出元件為用于制造電陶爐或電熱水器的電發熱元件。4.如權利要求3所述的一種儲能式大功率電器具，其特征在于還設置長距離分支發熱模塊，所述分支發熱模塊與所述儲能式大功率電器具及儲能單元在保持電氣連接，包括承接安裝的模塊架體以及與所述電氣轉換電路群電連接的分支發熱元件、控制顯示電路。5.如權利要求1所述的一種儲能式大功率電器具，其特征在于，在所述電氣轉換電路群及所述儲能電池區域設置余熱交換水管道。6.如權利要求1所述的一種儲能式大功率電器具，其特征在于，還設置逆變器及自動轉換開關，所述自動轉換開關電串接于所述電網及所述其他普通電器間，在所述逆變器電串接于所述儲能單元與所述自動轉...

【專利技術屬性】
技術研發人員：胡家興，
申請(專利權)人：胡家興，
類型：發明
國別省市：廣東,44