能源管理的方法
阅读：34发布：2020-05-12
专利汇可以提供能源管理的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 能源 管理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：‑a）测量电源（20）、电输出端（23）以及 电池 （21）的 电压 和 电流 ；‑b）计算所述电源（20）产生的电 力 、所述电输出端（23）消耗的电力以及与所述电池（21）交换的电力；‑c）连接所述电源（20）、所述电输出端（23）、所述电池（21）和一个 电网 （22）；‑d）向一个监控设备传输发电的测量结果以及关于一个或多个远程系统的消耗情况和控制可能性的信息；‑e）根据公共电网提供的诸如高峰时段和非高峰时段等的每千瓦时电价的信息，将所述电输出端（23）连接至所述电源（20）、所述电池（21）或所述电网（22）。，下面是能源管理的方法专利的具体信息内容。
1.一种能源管理的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
-a）测量电源（20）、电输出端（23）以及电池（21）的电压和电流；
-b）计算所述电源（20）产生的电力，所述电输出端（23）消耗的电力以及与所述电池（21）交换的电力；
-c）连接所述电源（20）、所述电输出端（23）、所述电池（21）和一个电网（22）：
-如果所述电源（20）产生的电力高于所述电输出端（23）消耗的电力，则将所述电源（20）连接至所述电输出端（23），从而向所述电输出端供电；
-如果所述电源（20）产生的电力高于与所述电池（21）交换的电力，则将所述电源（20）连接至所述电池（21），从而向所述电池供电；或者
-将所述电源（20）连接至所述电网（22）；
-d）向一个监控设备传输发电的测量结果以及关于多个远程系统的消耗情况和控制可能性的信息；
-e）根据公共电网提供的诸如高峰时段和非高峰时段等的每千瓦时电价的信息，将所述电输出端（23）连接至所述电源（20）、所述电池（21）或所述电网（22），其中：
-若所述公共电网提供的每千瓦时电价较高：则将所述电输出端（23）连接至所述电源（20），如果所述电源（20）产生的电力低于所述电输出端（23）消耗的电力，则然后将所述电输出端（23）连接至所述电池（21），如果步骤a）中以百分比（%）表示的所述电池（21）充电状态的测量值低于预定极限值，则然后将所述电输出端（23）连接至所述电网（22）；或者-若所述公共电网提供的每千瓦时电价较低：则所述电输出端（23）连接至所述电源（20），如果所述电源（20）产生的电力低于由所述电输出端（23）消耗的电力，则将所述电输出端（23）连接至所述电网（22），如果所述电网（22）断开，则将所述电输出端（23）连接至所述电池（21）。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述电源（20）向所述电输出端（23）供电时，所述方法还包括以下步骤：
-通过从所述电源（20）产生的电力中减去所述电输出端（23）消耗的电力，得到第一剩余电力；
-如果步骤a）中以百分比（%）表示的所述电池（21）的充电状态的测量值低于一个预定极限值并且所述第一剩余电力的测量值大于零，则将所述第一剩余电力连接至所述电池（21），以对所述电池（21）充电；
-通过从所述第一剩余电力中减去与所述电池（21）交换的电力，得到第二剩余电力；
-如果所述第二剩余电力的测量值大于零，则将所述第二剩余电力连接至所述电网（22）；
-如果步骤a）中以百分比（%）表示的所述电池（21）充电状态的所述测量值高于一个预定极限值，则将所述第一剩余电力连接至所述电网（22）。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述电源（20）向所述电池（21）供电时，所述方法还包括以下步骤：
-通过从所述电源（20）产生的电力中减去与所述电池（21）交换的电力，得到第一剩余电力；
-如果所述第一剩余电力高于所述电输出端（23）消耗的电力，则将所述第一剩余电力连接至所述电输出端（23）；
-通过从所述第一剩余电力中减去所述电输出端（23）消耗的电力，得到第二剩余电力；
-如果所述第二剩余电力的测量值大于零，则将所述第二剩余电力连接至所述电网（22）。
4.根据权利要求2或3中所述的方法，其中，该方法包括测量所述电网（22）的步骤，并且如果所述电网（22）的电压的测量值大于零，则所述预定极限值在30%至55%之间，优选在45%至55%之间；当所述电网（22）的电压的测量值为零时，则所述预定极限值在60%至90%之间，优选在75%至85%之间。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电源（20）是一种可再生电源，例如，一种太阳能电池板、一种风力涡轮机或一种船用电源。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：
-在一个电池（21）采用使用了一个保护型继电器的技术的情况下，在一个预定的持续时间内，如果所述电池（21）的电压的测量值高于一个预定极限值并且所述电输出端（23）消耗的电力低于所述电源（22）产生的电力，或者，如果所述电池（21）的电压的测量值低于一个预定极限值并且所述电输出端（23）消耗的电力高于所述电源（22）产生的电力，则在预定的持续时间内用一个启动用电池替换所述电池（21），并且向所述电池（21）发送信息以打开所述电池的保护型继电器。
能源管理的方法
技术领域
背景技术
[0002] 已知以下类型的系统：并网系统和离网系统。
[0004] 离网系统不连接至公共电网，并被认为不与主电网或国家电网相连接。使用这种类型的系统，只能储存和/或自消耗产生的电力，不能注入电网。在这种类型的系统中，需要使用负载调节器，其涉及整个系统的额外损耗。
[0006] 离网逆变器的电力在输入端和输出端一致，即输出端的负载的累加电力受限。
[0007] 一个离网系统由多个元件组成，并涉及复杂的布线和一个庞大的系统。
[0008] 从专利US2011/140667可知一种考虑了太阳能电池板的能源管理方法。该专利中描述的方法使得能够：根据住宅或电网消耗的预定参考电力水平，控制从太阳能电池板或电池向住宅或电网注入电力，或者控制公共电网上电力消耗以对电池充电。这种方法的设计使得交付点（公共电网的电表）全天不间断地对消耗的电力进行测量，并在与住宅或本地电网的电力消耗有关的任何可想到的情况下，也全天不间断地对由太阳能电池板产生的电力和储存在电池中的电力进行测量。因此，如果住宅或本地电网消耗的电力高于预定参考电力，则该方法将来自太阳能电池板或电池的电流注入住宅或本地电网。如果住宅或本地电网消耗的电力低于预定的参考电力，则该方法消耗来自公共电网的电流以对电池充电。该方法由使用了电化学蓄电池技术的至少一个电池单元组成。
[0009] 然而，该专利并没有说明如何优化能流的管理，从而尽可能地降低电源产生每千瓦时的成本。例如，它不包括以下可能性：-将太阳能电池板产生的电力供给电输出端、公共电网，同时对电池充电；
-同时将光电和公共电网产生的电力对电池充电；
-同时将由太阳能电池板、电池和公共电网产生的电力供给电输出端；
-同时将太阳能电池板和电池产生的电力供给公共电网。
-同时将光电和公共电网产生的电力对电池充电；
-同时将由太阳能电池板、电池和公共电网产生的电力供给电输出端；
-同时将太阳能电池板和电池产生的电力供给公共电网。
发明内容
[0012] 为此，根据第一方面，本发明的一个目的是提供一种能源管理方法，其特征在于包括以下步骤：-a）测量一个电源、一个电输出端和一个电池的电压和电流；
-b）计算电源产生的电力、电输出端消耗的电力和与电池交换的电力；
-c）连接电源、电输出端、电池和一个电网：
-如果电源产生的电力高于电输出端消耗的电力，则将电源连接至电输出端，从而向电输出端供电；
-如果电源产生的电力高于与电池交换的电力，则将电源连接至电池，从而向电池供电；或者
-将电源连接到电网；
-d）向一个监控设备传输发电的测量结果以及关于一个或多个远程系统的消耗情况和控制可能性的信息；
-e）根据公共电网提供的诸如高峰时段和非高峰时段的每千瓦时电价的信息，将电输出端连接至电源、电池或电网，其中：
-若公共电网提供的每千瓦时电价较高：则将电输出端连接至电源，然后如果电源产生的电力低于电输出端消耗的电力，则将电输出端连接至电池，然后如果步骤a）中以百分比表示的电池的充电状态的测量值低于预定极限值，则将电输出端连接至电网；或者-若公用电网提供的每千瓦时电价低：则将电输出端连接至电源，如果电源产生的电力低于电输出端消耗的电力，则将电输出端连接至电网，如果电网断开，则将电输出端连接至电池。
-b）计算电源产生的电力、电输出端消耗的电力和与电池交换的电力；
-c）连接电源、电输出端、电池和一个电网：
-如果电源产生的电力高于电输出端消耗的电力，则将电源连接至电输出端，从而向电输出端供电；
-如果电源产生的电力高于与电池交换的电力，则将电源连接至电池，从而向电池供电；或者
-将电源连接到电网；
-d）向一个监控设备传输发电的测量结果以及关于一个或多个远程系统的消耗情况和控制可能性的信息；
-e）根据公共电网提供的诸如高峰时段和非高峰时段的每千瓦时电价的信息，将电输出端连接至电源、电池或电网，其中：
-若公共电网提供的每千瓦时电价较高：则将电输出端连接至电源，然后如果电源产生的电力低于电输出端消耗的电力，则将电输出端连接至电池，然后如果步骤a）中以百分比表示的电池的充电状态的测量值低于预定极限值，则将电输出端连接至电网；或者-若公用电网提供的每千瓦时电价低：则将电输出端连接至电源，如果电源产生的电力低于电输出端消耗的电力，则将电输出端连接至电网，如果电网断开，则将电输出端连接至电池。
[0013] 术语“电输出端”是指诸如灯泡、热水箱等耗电元件。
[0015] 术语“高”和“低”是指电网的电力成本；例如，在法国，法国电力公司（EDF，注册商标）根据一天当中的时间提出两个电价：高峰时段电价和非高峰时段电价。因此，在这个示例中，术语“高”对应于“高峰时段”，术语“低”对应于“非高峰时段”。
[0016] 高电价是每千瓦时15.93欧分（高峰时段）。低电价是每千瓦时10.48欧分（非高峰时段）。
[0017] 因此，在本实施方式中，该方法根据电价信息来控制负载。例如，仅在非高峰时段对热水箱的加热进行负载控制。
[0018] 通过这些布置，该方法能够根据电网的消耗、储存和可用性情况对发电管理进行优化。该方法使用且控制智能产生的电力，从而获得最佳性能。
[0019] 通过这些布置，由于产生的电力不转移至电池，因此其直接送至电网，且无能量损耗。具体来说，在现有技术的离网系统中，产生的电力首先转移至电池，以对电池充电，然后才用于供给输出端。现有技术的原理包括大约20%的能量损耗。
[0020] 传输能够实时查询发电和耗电情况。然后，改善与公共电网的相互作用。
[0021] 因此，该方法使得在无需本领域技术人员干预的情况下，能够远程控制方法，从而能够根据终端用户的要求改变能流的优先顺序或改变关于能流的使用的选项。因此，终端客户可能会，例如：-改变通过电网为电池充电的时间段，这一选项对于根据季节优化电池的使用而言至关重要；
-更新产品，使得更新变化能够提高产品的效率或增加产品可用的选项；
-当转换至夏令时或冬令时的时候，改变系统的时间。
-更新产品，使得更新变化能够提高产品的效率或增加产品可用的选项；
-当转换至夏令时或冬令时的时候，改变系统的时间。
[0023] 还有可能的是，该方法与连接对象进行通信，以能够激活或停用连接对象，以便进行分区停电或激活负载，从而提供电网支持和稳定性。
[0024] 还有可能的是，创建虚拟发电厂，这些虚拟发电厂允许安装该方法的多个互通单元，从而提高虚拟发电厂的整体效率和电网支持的效率。
[0025] 在一个实施方式中，当电源向电输出端供电时，该方法还包括以下步骤：-通过从电源产生的电力中减去电输出端消耗的电力，计算第一剩余电力；
-如果步骤a）中以百分比表示的电池充电状态的测量值低于预定极限值，且如果第一剩余电力大于零，则将第一剩余电力连接至电池，以对电池充电；
-通过从第一剩余电力中减去与电池交换的电力，计算第二剩余电力；
-如果第二剩余电力的测量值高于零，则将第二剩余电力连接至电网；
-如果步骤a）中以百分比表示的电池充电状态的测量值高于预定极限值，则将第一剩余电力连接至电网。
-如果步骤a）中以百分比表示的电池充电状态的测量值低于预定极限值，且如果第一剩余电力大于零，则将第一剩余电力连接至电池，以对电池充电；
-通过从第一剩余电力中减去与电池交换的电力，计算第二剩余电力；
-如果第二剩余电力的测量值高于零，则将第二剩余电力连接至电网；
-如果步骤a）中以百分比表示的电池充电状态的测量值高于预定极限值，则将第一剩余电力连接至电网。
[0026] 因此，通过向电输出端直接供电，并且通过只用电源产生的多余的电力对电池充电，该方法能够提高电源的整体效率，并因此降低消耗的每千瓦时电的成本。这一原理防止了由于各种非必需转换造成的效率损耗。
[0027] 在一个实施方式中，当电源向电池供电时，该方法还包括以下步骤：-通过从电源产生的电力中减去与电池交换的电力，计算第一剩余电力；
-如果第一剩余电力高于电输出端消耗的电力，则将第一剩余电力连接至电输出端；
-通过从第一剩余电力中减去电输出端消耗的电力，计算第二剩余电力；
-如果第二剩余电力的测量值高于零，则将第二剩余电力连接至电网。
-如果第一剩余电力高于电输出端消耗的电力，则将第一剩余电力连接至电输出端；
-通过从第一剩余电力中减去电输出端消耗的电力，计算第二剩余电力；
-如果第二剩余电力的测量值高于零，则将第二剩余电力连接至电网。
[0028] 因此，该方法能够确保公共电网不稳定的国家能够，在公用电网出现问题的情况下，具有一个可依赖的充满电的电池。在电源的发电电力大于最大充电电力的情况下，或在电池已充满电的情况下，也能够向电输出端供电。
[0029] 在某些实施方式中，该方法包括测量电网的步骤，如果电网的电压的测量值高于零，则预定极限值在30%至55%之间，优选在45%至55%之间；当电网的电压的测量值为零时，则预定极限值在60%至90%之间，优选在75%至85%。
[0030] 因此，该方法能够在公共电网存在时增加电池的使用寿命，并且还能够在公共电网出现问题的情况下，增加系统的自主持续时间，而无需本领域技术人员的干预。
[0031] 通过这些布置，维持已连接电池的使用寿命，并延长其持久性。使用两个预定极限值（一个为约50%，另一个为约80%）可以优化电池的充电/放电循环。具体来说，供应商已知电池的充电/放电循环，且几分钟的简单放电使用一个循环。为了增加电池的使用寿命，允许电池在某些条件下放电。因此，当电网中断时，电池放电到较低的阈值（约80%的电池电压），从而避免过度频繁地使用电池循环，并大大增加电池的使用寿命。在电网存在的情况下，对电池的使用寿命是有利的。因此，放电阈值较低（约为电池电压的50%）。
[0033] 因此，该方法能够适应全球市场上任何主要的可再生电源。
[0034] 在某些实施方式中，该方法还包括以下步骤：-在一个电池采用使用了保护型继电器的技术的情况下，在一个预定的持续时间内，如果电池的电压的测量值高于预定极限值并且电输出端消耗的电力低于电源产生的电力，或者，如果电池的电压的测量值低于预定极限值并且电输出端消耗的电力高于电源产生的电力，则在预定的持续时间内，用启动用电池替换该电池，并向该电池发送信息以打开电池的保护型继电器。
[0035] 因此，该方法允许安装与主电池并联的启动用电池，以在需要充电/放电的第一时刻（预定时间段）或在电输出端的消费者开启高峰的情况下使用启动用电池，并因此允许通过使用用于保护的电源继电器来增加锂电池的使用寿命，而不会造成系统成本的巨大变化。
[0036] 绝大多数锂电池都使用电源继电器，从而在出现问题（过电流、过电压、过热等）时保护电池。电源继电器具有以转换（从打开到关闭，反之亦然）次数表示的使用寿命。因此，原理是限制这些继电器的转换次数。
[0038] 参照附图和以下的非限制性的说明，本发明的其他优势、目的和特征显而易见，其中：-图1示意性地示出了根据作为本发明主题的方法的一个特定实施方式的工作原理；
-图2从宏观角度示意性地示出了该原理；
-图3示出了多源相位耦合能的原理；
-图4是说明效率的示意图；
-图5是电池再充电原理的示意图；
-图6是高峰时段和非高峰时段管理的示意图；
-图7是通过一个电网连接的多个系统的示意图；
-图8是示出作为本发明主题的方法的一个特定实施方式中执行的步骤的流程图。
-图2从宏观角度示意性地示出了该原理；
-图3示出了多源相位耦合能的原理；
-图4是说明效率的示意图；
-图5是电池再充电原理的示意图；
-图6是高峰时段和非高峰时段管理的示意图；
-图7是通过一个电网连接的多个系统的示意图；
-图8是示出作为本发明主题的方法的一个特定实施方式中执行的步骤的流程图。
具体实施方式
[0039] 图1示意性示出了本发明的原理。其示出了具有各种元件的一个壳体，这些元件可以使作为本发明示例性实施方式的主题的方法实施。
[0040] 电源20连接至壳体的输入端。在本示例性实施方式中，电源为一个或多个光伏板。电源经由一个光源变成一个DC电压发生器1。电压随后由一个MPPT调节器2调节，然后由一个DC/DC转换器3升压，从而通过一个DC/AC转换器4转换成交流（AC）电压。
[0041] 输出端21中的一个输出端连接至电池。
[0042] 在本实施方式中有多个电池。当电输出端23不消耗电力时，电池从使用可逆DC/DC转换器7的光伏板产生的直流（DC）电压再充电。对电输出端的电压或电流进行测量能够确定其是否消耗电力。例如，热水箱通过交替地打开和关闭来运行。
[0043] 在一个示例性实施方式中，当光伏板未产生足够的电力时，也经由同一DC/DC转换器7从电池向DC/AC转换器4供电。
[0044] 继电器5和继电器8由控制板11激活，控制板11智能地决定产生的电力是否直接进入电输出端23。
[0045] 在这种情况下，电力经过一个交流输出（AC OUTPUT）连接器10。
[0046] 在一个实施方式中，当电池无电时，电源20用于对电池再充电。在另一个示例性实施方式中，电源20用于通过电网连接器6注入电网22。
[0047] 电输出端23首先使用产生的电力，然后使用储存在电池中的电力，最后使用来自电网22的电力。
[0048] 在一个实施方式中，根据时间段，使用未被电输出端23或电网22消耗的剩余电对电池再充电。决定是否在高峰时段或非高峰时段对电池是否充电。
[0050] 仍参考图1所示，控制板11控制所有转换器，并对系统各点的电压进行测量。测量在图中用虚线箭头示出。例如，测量能够确定电输出端、电池或电源的电压值或电流值。
[0051] 智能插槽12和RS232/USB 13（用于串行端口232/通用串行总线的“RS232/USB”）板与监控15通信。
[0052] 存在于壳体的面上的液晶显示（LCD）屏14向系统的所有者提供关于系统的实时可视信息，例如：电输出端消耗的电压和电流，或电源或电网产生的电压和电流。
[0053] 对发电和耗电情况进行实时测量。
[0054] 术语“实时”是指不必等到测量结束，将发电或耗电情况的测量传输到处理机构，或由处理机构收集。
[0055] 图2从宏观角度示意性地示出了原理，以示出输入端与输出端之间各种可能的情况。
[0056] 根据（电源20）产生的电力、电池21的充电量和电输出端23消耗的电力，方法产生各种组合。
[0057] 例如，以下实施方式涉及如何优先使用由诸如太阳能电池板等电源产生的电力：-光伏板产生的电力首先用于向电输出端23供电，然后用于对电池21充电，并将多余的电力注入电网22；
-光伏板产生的电力首先用于对电池21充电，然后向电输出端23供电，并将多余的电力注入电网22；
-光伏板产生的电力首先用于对电池21充电，然后，在不存在电网22的情况下，为了注入电网22，向电输出端23供电；
-光伏板产生的电力首先用于向电输出端23供电，然后对电池21充电。在这种情况下，电力不注入电网22；
-光伏板产生的电力首先用于对电池21充电，然后向电输出端23供电。在这种情况下，电力不注入电网22；
-光伏板产生的所有电力都注入电网22。
-光伏板产生的电力首先用于对电池21充电，然后向电输出端23供电，并将多余的电力注入电网22；
-光伏板产生的电力首先用于对电池21充电，然后，在不存在电网22的情况下，为了注入电网22，向电输出端23供电；
-光伏板产生的电力首先用于向电输出端23供电，然后对电池21充电。在这种情况下，电力不注入电网22；
-光伏板产生的电力首先用于对电池21充电，然后向电输出端23供电。在这种情况下，电力不注入电网22；
-光伏板产生的所有电力都注入电网22。
[0058] 以下其他示例性实施方式涉及如何优先使用电源（电源20，例如太阳能电池板）、电池21或电网22供给的电力，以满足电力消耗：-电输出端23消耗的电力首先由光伏板供给，然后，如果光伏板产生的电力不足，则由电池21供给，然后如果电池21无电，则由电网22供给；
-电输出端23消耗的电力首先由光伏板供给，然后如果光伏板产生的电力不足，则由电网22供给，然后如果电网22不可用，则由电池21供给；
-电输出端23消耗的电力首先由光伏板供给，然后：
-若电网22处于高峰时段：如果光伏板产生的电力不足，则由电池21供给，然后如果电池21无电，则由电网22供给；
-若电网22处于非高峰时段：如果光伏板产生的电力不足，则由电网22供给，然后如果电网22不可用，则由电池21供给；
-如果将所有电力都注入电网22，则不会供给电输出端23消耗的电力。
-电输出端23消耗的电力首先由光伏板供给，然后如果光伏板产生的电力不足，则由电网22供给，然后如果电网22不可用，则由电池21供给；
-电输出端23消耗的电力首先由光伏板供给，然后：
-若电网22处于高峰时段：如果光伏板产生的电力不足，则由电池21供给，然后如果电池21无电，则由电网22供给；
-若电网22处于非高峰时段：如果光伏板产生的电力不足，则由电网22供给，然后如果电网22不可用，则由电池21供给；
-如果将所有电力都注入电网22，则不会供给电输出端23消耗的电力。
[0059] 图3示出了多源相位耦合能源（PCE）。耦合允许耦合多个电源，例如耦合电源20、电池21和电网22。
[0060] PCE提供具有稳定性的壳体，以保证恒定供电和最佳效率。
[0061] 当电输出端23消耗的电力量高于诸如光伏板等电源20产生的电力量，且电池21在经过DC/AC转换器（4）后不足以满足要求时，系统将DC/AC转换器4的输出端的电流加至来自电网22的电流，因为它们处于相同的相位。
[0062] 当电输出端23消耗的电力量低于诸如光伏板等电源20产生的电力量，且电池21在经过DC/AC转换器4后被充满电时，系统使用经过DC/AC转换器4的光伏电流向电输出端23供电。然后，剩余的电流被重新注入到电网22中，因为它们处于相同的相位。
[0063] 多源耦合还允许系统在输出端接受在恒定汲取时的双倍额定电力：-当电输出端23消耗的电力量低于3kW时，根据选择的优先顺序，由光伏板和/或电池21供给。根据选择的优先顺序，如果光伏板和电池21不够，则由电网22供电；
-当电输出端23消耗的电力量高于3 kW时，根据选择的优先顺序，由光伏板和/或电池
21供给，最大速率为3 kW。根据选择的优先顺序，如果光伏板和电池21不够，则由电网22供电；超出3 kW的附加需求由电网22供给。
-当电输出端23消耗的电力量高于3 kW时，根据选择的优先顺序，由光伏板和/或电池
21供给，最大速率为3 kW。根据选择的优先顺序，如果光伏板和电池21不够，则由电网22供电；超出3 kW的附加需求由电网22供给。
[0064] 在其中一个电源发生故障或缺失的情况下，多源耦合能够管理并继续正常工作。因此，无论出于何种原因（超过授权的阈值、外部问题等）当光伏板、电池21或电网23被断开，该多源耦合都可以使用可用的电源进行补偿，以继续供给电输出端。
[0065] 以下所示的是，当电源由太阳能电池板组成时，视天气而定的特定示例性实施方式：晴天：
电输出端23消耗的电力量高于光伏电池产生的电力量。产生的电力直接供给至电输出端23，然后对电池21充电，然后当电池充满时，将过剩的部分重新注入电网22。
电输出端23消耗的电力量高于光伏电池产生的电力量。产生的电力直接供给至电输出端23，然后对电池21充电，然后当电池充满时，将过剩的部分重新注入电网22。
[0066] 多变天气：光伏板产生的电力量不足以供给电输出端23。产生的电力直接供给电输出端23，且由电池21补充电输出端23所需的剩余部分。
[0067] 阴天：相对于电输出端23消耗的电力量，光伏板产生的电力量远远不足。产生的少量电力量直接供给电输出端23，在电池21未保持足够充电量（比如，低于阈值的50%）的情况下，借助于电网22，电池21补充电输出端23所需的剩余部分的一部分。
[0068] 夜晚：在电池21未保持足够充电量的情况下（例如，低于阈值的50%），借助于电网22，电力由电池21供给电输出端23。
[0069] 不存在电网：电网22不存在。产生的电力直接供给电输出端23，且由电池21补充电输出端23所需的剩余部分，直到电池深度放电（例如，80%）。
[0070] 电池的强制充电：在安排电池21强制充电的时间段内，电网22对电池21充电，并同时将电力供给电输出端23。
[0071] 图4是电池再充电原理的示意图。
[0072] 具体来说，对储存的能量进行智能管理限制了电池21的使用。系统仅使用电源20产生的多余的电力对电池21充电，并只在有必要向电输出端23提供额外的电力时才对电源21放电。
[0073] 该示例性实施方式使储存容量降低，通过尽可能避免使用（减少周期数）来延长使用寿命，而且系统的整体效率提高：-当电输出端23消耗的电力量低于光伏板产生的电力量，产生的电力不经过电池21，直接转移至电输出端23。剩余的电力仅用于为电池21再充电；
-当电输出端23消耗的电力量高于光伏板产生的电力量，产生的电力不经过电池21，直接转移至电输出端23，所需的额外的电力来自于电池21。
-当电输出端23消耗的电力量高于光伏板产生的电力量，产生的电力不经过电池21，直接转移至电输出端23，所需的额外的电力来自于电池21。
[0074] 在一个示例性实施方式中，在最大电力点，光伏板产生的电力直接转移至电输出端23的效率为94.5%。
[0075] 在一个示例性实施方式中，在最大电力点，光伏板产生的电力直接转移至电网22的效率为94.5%。
[0076] 因此，在前述两个示例性实施方式中，针对由电源20产生的1000 W，电输出端23或电网22处分别回收945 W。
[0077] 在最大电力点，光伏板与电池21之间的DC/DC变换器7的效率为94%。电池21与电输出端23之间的DC/AC变换器4的效率为93%。
[0078] 假定电池21的效率为80%，这是使用铅/酸技术的电池的平均效率（取决于模型和技术，使用锂技术的电池可能达到95%），则光伏板产生的电力通过电池21转移以供给电输出端23的效率为69.9%（0.94×0.93 × 0.80＝0.699）。
[0079] 假设产生的电力的50%直接被电输出端23消耗，50%储存在电池21中，则系统的整体效率为82.2%。因此，针对电源20产生的1000 W，电输出端23处回收822 W。
[0080] 假设产生的电力的70%直接被电输出端23消耗，30%储存在电池21中，则系统的整体效率为88.5%。因此，针对电源20产生的1000 W，电输出端23处回收885 W。
[0081] 与现有技术相比，每个串联连接的组件都产生损耗。在传统系统（现有技术）中，调节器（10%至20%的损耗）、电池（约20%的损耗）和逆变器（10%至15%的损耗）连续放置，即整体损耗为35%至45%。使用位于同一壳体内的一个MPPT调节器、一个充电器和一个逆变器，总损耗大幅度降低至20%。
[0082] 图5是电池充电原理的示意图。
[0083] 根据一个示例性实施方式，该方法包括基于电网22的可用性的两个放电阈值电平。必要时，这种配置有利于系统的在需要时的自动性，同时还基本上增加了电池21的使用寿命。
[0084] 该方法还包括测量电网的电压和频率的步骤，使得除了监控方面，还验证公共电网的存在与否。
[0085] 当电网22存在，以适合电池的放电程度进行放电，以增长电池21的使用寿命，例如，铅/酸电池的充电量的50%。
[0086] 当电网22断开，自动进行更深程度的放电（例如，电池充电量的80%），以有利于系统的自动性。
[0087] 图中，相位30示出了电池的充电相位。放电相位31示出了在电网23可用的情况下电池放电的相位。放电相位32示出了在电网22不可用的情况下电池放电的相位。
[0088] 在一个示例性实施方式中，该方法包括对产生的电力的测量结果和关于电力消耗的信息进行传输的步骤。
[0089] 在一个示例性实施方式中，传输是无线传输，使关于产电的测量结果的信息或者关于耗电的信息发送至监控设备。远程连接可以通过互联网或电信网络进行。例如，当监控装置是移动电话时，传输是短消息服务（SMS），其提供关于产电和耗电的信息。再例如，传输关于系统的信息，以收集该信息，并与耗电和产电的历史信息进行比较。
[0090] 在另一个示例性实施方式中，传输是有线（USB/RS232）传输，以将信息传输至监控设备。
[0091] 例如，监控设备是允许读取信息的计算机、移动电话、平板或诸如屏幕等其他设备。
[0092] 在另一个示例性实施方式中，监控设备能够控制电池的充电情况。
[0093] 图6是对关于电量计的高峰时段和非高峰时段的信息进行整合的示意图。
[0094] 该系统包括一个壳体40，壳体40包括一个微控制器41和一个管理板42，管理板42使电插座48被控制。管理板能够整合信息。例如，发送至管理板的信息为：分区停电的请求、公共电网的每小时电价等。根据每小时电价，管理板能够控制向电插座48的供电。
[0095] 该方法将每小时电价考虑在内，以使用不同的策略：-当公共电网发送关于较低的每小时电价的信息时，系统授权从公共电网对电池强制充电；
-当公共电网发送与分区停电请求相关的信息时，通过对一部分输出负载进行减负，系统使从公共电网的电力消耗减少；
-当产生的电力明显地高于消耗的电力时，系统根据指令激活负载（水加热器/取暖设备/冰箱/洗碗机等）。
-当公共电网发送与分区停电请求相关的信息时，通过对一部分输出负载进行减负，系统使从公共电网的电力消耗减少；
-当产生的电力明显地高于消耗的电力时，系统根据指令激活负载（水加热器/取暖设备/冰箱/洗碗机等）。
[0096] 控制信息被传输至监控设备47，监控设备47上显示与电插座供给电力相关的数据，例如，电插座向水加热器、取暖设备、冰箱、冷冻柜、洗碗机等供电。
[0097] 在一个示例性实施方式中，传输通过Wi-Fi（IEEE 802.11标准制定的无线通信协议，注册商标）进行无线传输。
[0098] 使用Wi-Fi时，其与一个互联网盒子44连接，互联网盒子44允许访问待提供的互联网48。以这种方式，监控设备47通过Wi-Fi或电信网络接收信息，从而通过与互联网连接来显示信息。
[0099] 在一个示例性实施方式中，传输通过Zigbee链路（用于允许较小且低电力无线电通信的高级协议，基于针对个域网的IEEE802.15.4标准，注册商标）进行无线传输。
[0100] 在另一个示例性实施方式中，电插座48由诸如Zigbee和Wi-Fi等家庭网络远程控制。
[0101] 图7是通过一个电网连接的多个系统的示意图。
[0102] 多个系统在他们的电网输出端22并联时相互作用。通过命令控制电压和频率且通过系统之间的通信，有可能稳定电网22。当某一个系统由于电输出端23处对电力的较高需求而电池21不足时，电输出端23处电力需求较低的另一个系统将其产生的电力20发送至电网输出端22，因此第一个系统回收产生的电力，而不是消耗来自电网22的电力（由于电流物理地选择最短路径，电流最先来自电网22的邻近电源）。在所需位置处并联安装的系统的数量越多，公共电网就越稳定。
[0103] 根据一个示例性实施方式，多个壳体并联。
[0104] 当公共电网的电压较低时，一个指令允许所有系统将来自电池21和/或电源（20）的电力注入至电网输出端22，或通过减负荷将公共电网的电压提高至其额定值。
[0105] 当公共电网的电压较高时，一个指令允许所有系统激活负载和/或汲取来自公共电网的电力，以对电池21充电，从而将公共电网的电压降低至其额定值。
[0106] 当公共电网的频率较高时，一个指令允许所有系统消耗来自公共电网的有效电力，以对电池21充电，从而将公共电网的频率降低至其额定值。
[0107] 术语“高”被理解为是指频率最高为额定值的101%。
[0108] 当公共电网的频率较低时，一个指令允许所有系统将来自电池21的有效电力注入公共电网，以将公共电网的频率提高至其额定值。
[0109] 术语“低”被理解为是指频率低于其额定值3%。
[0110] 图8示出了作为本发明主题的方法的步骤。该方法包括：-测量步骤50：测量电源、电输出端和电池的电压和电流；
-计算步骤51：计算电源、电输出端和电池的电力；
-连接步骤52：连接电源、电输出端、电池或电网。
-计算步骤51：计算电源、电输出端和电池的电力；
-连接步骤52：连接电源、电输出端、电池或电网。
[0111] 根据一个示意性实施方式，当电池21采用需要一个在静止时消耗电力的保护型继电器的一种技术（例如，锂电池，电池通过在两个电极之间的锂离子进行可逆交换的方式来产生电力；阳极由石墨构成，阴极由金属氧化物构成）时，并且当电源20的电压的测量值为零时，将一个启动用电池与锂电池21并联，以降低电池的保护型继电器处于闭合的持续时间，从而提高其效率。
[0112] 术语“保护型继电器”被理解为是指整合入商业锂电池的一个或多个继电器（断开：电池不工作，闭合：电池工作），可以使电池安全。这种继电器消耗电力；优化继电器的使用可以提高效率。
[0113] 示例1：当电池21的电压的测量值高于预定极限值时，向电池21发送指令，以打开其保护型继电器：如果电池21的电压的测量结果高于充电电池的阈值（例如，58 V），向电池21发送信息，以打开其保护型继电器。
[0114] 示例2：如果电输出端23需要电力量，而电源22产生的电力量较低，则使用启动用电池预定一段预定持续时间：如果电输出端23需要电力量，而电源22产生的电力量较低，则使用启动用电池例如30秒。
[0115] 示例3：如果在该预定持续时间内，电输出端23的电力量保持高于电源22产生的电力量，则向电池21发送指令，以闭合电池21的保护型继电器：如果电输出端23的电力量保持高于电源
22产生的电力量例如30秒，则向电池21发送指令，以闭合电池21的保护型继电器。
22产生的电力量例如30秒，则向电池21发送指令，以闭合电池21的保护型继电器。
[0116] 示例4：当电池21的电压的测量值低于预定极限值时，向电池21发送指令，以打开其保护型继电器：如果电池21的电压的测量值低于电池的结束使用阈值（例如，42 V），则向电池21发送指令，以打开其保护型继电器。
[0117] 示例5：如果电输出端23需要电力量，启动用电池的电压的测量值高于预定极限值，且电源22产生的加上预定极限值的电力量在预定持续时间内更高，则向电池21发送指令，以关闭电池21的保护型继电器：如果电输出端23需要电力量（1000 W），启动用电池的电压的测量值高于充电电池的预定极限值（例如，58 V，因此电池充电），且电源22（1200 W）产生的加上-
50 W偏移电压的电力量（1150 W）比电输出端23的电力量（1000 W）高15秒，则向电池21发送指令，以关闭电池21的保护型继电器（允许电池21充电）。
50 W偏移电压的电力量（1150 W）比电输出端23的电力量（1000 W）高15秒，则向电池21发送指令，以关闭电池21的保护型继电器（允许电池21充电）。
[0118] 根据另一示例性实施方式，本发明的目的是提供用于实现该方法的系统，该系统包括一个壳体，该壳体包括：-一个用于追踪最大电力点的设备；
-一个电力相位耦合设备；
-一个充电器；以及
-一个逆变器。
-一个电力相位耦合设备；
-一个充电器；以及
-一个逆变器。
[0119] 因此，壳体容易安装，并减少了布线和编程的量。由于所有元件均整合在同一壳体内，因此极大地减少了整体损耗。
[0120] 正如其名称所示，用于追踪最大电力点的设备（用于追踪最大电力点的MPPT）的原理使可以追踪非线性发电机的最大电力点。
[0121] 在另一示例性实施方式中，系统包括多个壳体。
[0122] 因此，在彼此相邻的壳体不从电网消耗电力，而是回收产生的电力。确实，由于电流物理地选择最短路径，因此电流会最先来自电网的邻近电源。
[0123] 术语1 直流发电机
2 MPPT调节器
3 DC/DC转换器
4 DC/AC转换器
5 继电器
6 电网连接器
7 可逆DC/DC转换器
8 继电器
9 智能开关
10 交流输出连接器
11 控制板
12 智能插槽
13 RS232/USB板
14 LCD屏
15 监控
20 电源
21 电池
22 电网
23 电输出端
30 充电相位
31 存在电网时的放电相位
32 不存在电网时的放电相位
40 壳体
41 微控制器
42 管理板
43 关于高峰时段或非高峰时段的信息
44 互联网盒子
45 Wi-Fi连接
46 互联网
47 监控设备
48 电插座
50 测量电生产的步骤
51 连接电流的步骤
52 连接电力输出的步骤。
2 MPPT调节器
3 DC/DC转换器
4 DC/AC转换器
5 继电器
6 电网连接器
7 可逆DC/DC转换器
8 继电器
9 智能开关
10 交流输出连接器
11 控制板
12 智能插槽
13 RS232/USB板
14 LCD屏
15 监控
20 电源
21 电池
22 电网
23 电输出端
30 充电相位
31 存在电网时的放电相位
32 不存在电网时的放电相位
40 壳体
41 微控制器
42 管理板
43 关于高峰时段或非高峰时段的信息
44 互联网盒子
45 Wi-Fi连接
46 互联网
47 监控设备
48 电插座
50 测量电生产的步骤
51 连接电流的步骤
52 连接电力输出的步骤。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 新能源电池组 | 2020-05-11 | 503 |
| 多能源互补式供电能源车系统 | 2020-05-13 | 938 |
| 能源内燃机法兰 | 2020-05-12 | 592 |
| 点燃地下能源 | 2020-05-12 | 272 |
| 一种新能源车 | 2020-05-13 | 932 |
| 一种新能源台灯 | 2020-05-12 | 92 |
| 新能源电池结构 | 2020-05-11 | 113 |
| 一种能源调度方法及分布式能源系统、分布式能源网络系统 | 2020-05-13 | 112 |
| 能源管理方法 | 2020-05-12 | 730 |
| 一种多能源炉 | 2020-05-12 | 627 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
能源热门专利
-
5 一种新能源车
-
8 能源路由器
-
10 一种新能源电动汽车控制器
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈