[实用新型]一种利用超级电容实施电力削峰填谷的节能装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电网交流电存储技术，具体方式地说是一种利用超级电容实施电力削峰填谷的节能装置，该装置适用于各种发电厂、输电网、送变电站以及各个用电单位。

背景技术

在日常民用、工业生产时，一般用电高峰在白天，而在夜晚用电很少，这样出现了“白天电不够，晚上没人用”的情况，对电网冲击大，而且也对电能造成了浪费，忽高忽低的电压也损害设备。由于没有存储设施，一旦用电所有的电能都要从电厂发出，从送变电系统，到用户线路都承受着高负荷，一旦中间有不堪承受负荷的情况出现，就会严重影响下游的用电。

针对以上情况供电系统提出了“峰谷分时电价”政策，白天用电高峰实行高电价限制用电，夜间用电低谷实行低电价鼓励用电。尽管实行了该政策，但是人们日常的作息是无法改变的，分时电价作用很小，很多地方为了保证用电不得不依然采取拉闸限电的措施，影响了正常的工作和生产。如果新上电厂、电网增加了很多投入，晚上却依然闲置产能，造成很大浪费。

这样，电厂白白增加了投入，却依然满足不了工业民用白天的用电，而夜间依然闲置着发电能力，是一种浪费。用户在高峰时期用电，又缴纳了加价的电费，也是一种浪费。

目前已知的蓄能方法有提水蓄能、压缩空气蓄能、蓄电池蓄能、电解水生产氢气蓄能，上述各种方式都是利用电网用电低谷时廉价的电能变成容易存储的能量存储起来，到用电高峰时段再用来发电：

如提水蓄能，就是将低水位的水提到高水位的水库中蓄存起来，到用电高峰时，利用水位差驱动水轮机发电；

如压缩空气蓄能，是利用电厂的用电低谷时段的廉价电能驱动空气压缩机将空气压缩或液化，到用电高峰时，再利用压缩空气驱动发动机工作继而带动发电机发电；

蓄电池蓄能，是利用电厂的用电低谷时段的廉价电能，通过整流充入蓄电池，到用电高峰时，再利用逆变器将蓄电池中的直流电变成交流电送入电网；

电解水生产氢气蓄能，是是利用电厂的用电低谷时段的廉价电能通过整流变成直流电，用直流电电解水产生氢气和氧气，将氢气和氧气压缩充入气瓶存储起来，到用电高峰时利用氢燃料电池发电，再经逆变器变成交流电送入电网。

上述各种蓄能方式都不是很理想，普遍存在，成本高、占地面积大，安全性和使用寿命不能保证，比如提水蓄能需要有大容量的高水位蓄水池和低水位蓄水池的地理环境，不易被普遍推广应用。

压缩空气蓄能，需要建设大容量储气罐，加工工艺难度和成本价格都可想而知。

蓄电池蓄能，目前广泛使用的镍镉电池，锂离子电池，铅酸蓄电池，而镍镉电池，锂离子电池，铅酸蓄电池，不仅寿命短，最多只能充放600次，且不能完全放电，废弃的电池废液还会对环境有巨大污染。

电解水生产氢气蓄能，不仅要考虑气体存储问题，还要考虑安全性。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有蓄能技术的不足，提供一种使用超级电容的电力削峰填谷节电装置。

本实用新型的使用超级电容的电力削峰填谷装置，是按以下方式实现的，利用超级电容器模块阵列组成大容量蓄电设备，通过逆变器和整流器连接检测控制切换模块并入市电电网，检测控制切换模块即时检测电网供电状态，夜间用电低谷时，检测控制切换模块将电网低价电能接入，通过整流充入超级电容器模块阵列存储起来即时实施市电电网填谷；白天用电高峰时，检测控制切换模块检测到用电高峰即时将逆变器转换成的交流电接入市电电网，对市电电网进行电能补充实施市电电网削峰。

本实用新型的有益效果是：采用超级电容做关键存储元件，突破了直流蓄电池的使用寿命限制，超级电容在其额定电压范围内可以被充电至极限内的任意电位，且可以完全放出。而电池则受自身化学反应限制工作在较窄的电压范围，如果过放可能造成永久性破坏。存储系统采用了超级电容，可连续充放50万-100万次，耐大电流放电，至少有几十年的使用寿命，不含有害金属，是环保产品，本实用新型的具体结构，是由接入装置、旁路系统、变频转换系统、存储系统、定时/控制系统组成，电流通过接入装置引到变频转换系统，再进入存储系统和旁路。

超级电容的荷电状态(SOC)与电压构成简单的函数，而电池的荷电状态则包括多样复杂的换算。

超级电容与其体积相当的传统电容相比可以存储更多的能量，电池与其体积相当的超级电容器相比可以存储更多的能量。在一些功率决定能量存储器件尺寸的应用中，超级电容是一种更好的途径。