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专利号: 2024103968893
申请人: 常州奇睿科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于电网的多能互补储能系统,其特征在于,包括能源输出模块、储能模块、转换管理模块和输出模块;所述能源输出模块包括光伏发电单元、风力发电单元、火力发电单元和互补单元;所述光伏发电单元、风力发电单元和火力发电单元分别与互补单元的输入端连接,互补单元的输出端与储能模块的输入端连接;储能模块的输出端与转换管理模块连接;所述转换管理模块包括功率转换系统和能源管理系统,功率转换系统将不同来源的电能转换成适合储存或并入电网的形式,能源管理系统对多能互补系统进行监控、控制和优化调度;

还包括智能感知与决策模块;所述智能感知与决策模块根据实时的天气、能源需求和当地实时电价这些多元信息,动态地调整和控制各个能源输出单元的工作模式,以实现能源的高效利用和优化配置;

所述光伏发电单元和风力发电单元通过智能感知与决策模块接收实时的天气信息,包括光照强度和风速,并根据这些信息调整自身的工作状态;火力发电单元作为稳定的能源供应来源,在光伏发电和风力发电无法满足需求时提供补充;所述互补单元能够根据智能感知与决策模块的控制信号,动态地调整从各个发电单元接收的能源比例,并将这些能源整合后输送到储能模块进行储存;所述储能模块根据电网的实时需求和电价信息,灵活地储存和释放电能;

当智能感知与决策模块感知到的光照强度大于600W/m²时控制光伏发电单元运行并进行能源输出,当智能感知与决策模块感知到的风速为5m/s到25m/s之间时,控制风力发电单元运行并进行能源输出。

2.如权利要求1所述的基于电网的多能互补储能系统,其特征在于,所述储能模块包括主体(100)和吸气装置(200),主体(100)包括壳体(110)、上盖(120)和电极组件(130);所述壳体(110)整体为上方开口的中空长方体,上盖(120)盖住并密封壳体(110)的开口;所述壳体(110)内部存储有电极组件(130);所述电极组件(130)沿着高度方向开设有贯通的圆柱形开口,圆柱形开口内设置有吸气装置(200)。

3.如权利要求2所述的基于电网的多能互补储能系统,其特征在于,所述吸气装置(200)包括外吸气结构(210)和内吸气结构(220),内吸气结构(220)位于外吸气结构(210)内部;所述外吸气结构(210)包括外隔管(211),外隔管(211)整体为上端大、下端小的中空圆台体,外隔管(211)的下端固定在壳体(110)底面内壁的中心位置,外隔管(211)的外壁与电极组件(130)存在间隙;所述外隔管(211)上均匀设有多个外吸气口(212),外吸气口(212)将外隔管(211)内部空间与外隔管(211)外连通;所述外吸气口(212)的数量为8个至

15个;所述外吸气口(212)内部封堵有固相惰性封堵剂,外吸气口(212)内部的固相惰性封堵剂的熔点为48摄氏度至55摄氏度;所述外隔管(211)内部沿着高度方向固定有多个环状吸气剂(213),环状吸气剂(213)套在内吸气结构(220)外。

4.如权利要求3所述的基于电网的多能互补储能系统,其特征在于,所述内吸气结构(220)包括内隔管(221),内隔管(221)整体为圆管形,内隔管(221)固定在外隔管(211)内部,内隔管(221)的顶端与外隔管(211)的顶端内壁固定连接,内隔管(221)的底端与外隔管(211)的底端内壁固定连接;所述内隔管(221)上均匀开设有内吸气口(222),内吸气口(222)内部封堵有固相惰性封堵剂,内吸气口(222)内部的固相惰性封堵剂的熔点为50摄氏度至65摄氏度;所述内吸气口(222)的数量为10个至20个;所述内隔管(221)内部填满粉状吸气剂(223);所述外吸气口(212)内固定有阻拦网,阻拦网的网孔直径小于粉状吸气剂(223)中的颗粒直径,用于阻拦粉状吸气剂(223);所述内吸气口(222)的直径为粉状吸气剂(223)中颗粒直径的5倍至8倍。

5.如权利要求4所述的基于电网的多能互补储能系统,其特征在于,所述内吸气口(222)分为多组,且每组内吸气口(222)数量为两个,同一组内两个内吸气口(222)对称设置;所述内吸气口(222)分组后的组数为5个至10个,且各组内吸气口(222)沿着内隔管(221)的轴线均匀分布;所述内隔管(221)内部水平固定有多个圆形的分隔板(224),多个分隔板(224)将内隔管(221)分隔成多个小空间,分隔板(224)的数量比内吸气口(222)的组数少1个,使得内隔管(221)内部的小空间数量与内吸气口(222)的组数相同,使得每个小空间内对应一组内吸气口(222),且一组内吸气口(222)位于对应小空间内部的底端位置。

6.如权利要求5所述的基于电网的多能互补储能系统,其特征在于,所述内吸气口(222)的内侧和外侧均密封固定有压力敏感膜(225),内吸气口(222)中的固相惰性封堵剂位于两层压力敏感膜(225)之间;靠近所述上盖(120)的内吸气口(222)中固相惰性封堵剂的熔点大于远离上盖(120)的内吸气口(222)中固相惰性封堵剂的熔点,靠近所述上盖(120)的内吸气口(222)中压力敏感膜(225)的压力阈值大于远离上盖(120)的内吸气口(222)中压力敏感膜(225)的压力阈值,使得在壳体(110)内温度升高且气压值增大后,内隔管(221)内的各个小空间由下至上的逐渐与外界环境连通,小空间内部的粉状吸气剂(223)逐级流出。

7.如权利要求6所述的基于电网的多能互补储能系统,其特征在于,所述吸气装置(200)还包括多个带出组件(230),带出组件(230)与内吸气口(222)数量相同且一一对应;

所述带出组件(230)包括内拉绳(231)和下坠球(232),下坠球(232)位于内隔管(221)外部,内拉绳(231)一端与下坠球(232)固定连接,内拉绳(231)另一端穿过对应的内吸气口(222)进入对应的小空间中,并固定在对应小空间内壁上,初始状态下内拉绳(231)密封式穿过对应的内吸气口(222)中的两层压力敏感膜(225)。

8.如权利要求7所述的基于电网的多能互补储能系统,其特征在于,所述带出组件(230)还包括多个带出体(233),初始状态下内拉绳(231)整体呈螺旋形盘绕在对应的小空间内,且内拉绳(231)远离下坠球(232)的一端固定在该小空间内顶端内壁中部位置;同一所述小空间内的两个内拉绳(231)互不干扰;所述内拉绳(231)上固定有多个带出体(233),带出体(233)整体为椭球体,且带出体(233)的长轴与内拉绳(231)重合,且带出体(233)的短轴直径不大于内吸气口(222)的开口半径;同一所述内拉绳(231)上的带出体(233)数量为5至10个,且带出体(233)的体积大小各不相同。

9.一种基于电网的多能互补储能方法,配套如权利要求1所述的基于电网的多能互补储能系统,其特征在于,包括:

S1:确保能源输出模块、储能模块、转换管理模块、输出模块和智能感知与决策模块都已正确连接并处于待命状态;

S2:智能感知与决策模块开始工作,实时收集天气信息、电网的能源需求数据以及电价信息;这些数据被连续监测并更新,以确保系统总是基于最新的信息进行决策;

S3:根据收集到的光照强度数据,智能感知与决策模块判断光伏发电单元的运行状态;

当光照强度大于600W/m²时,控制光伏发电单元全力运行;同时,根据风速数据,当风速在

5m/s到25m/s之间时,风力发电单元被控制启动并运行;火力发电单元作为后备能源,在光伏发电和风力发电无法满足电网需求时,根据能源管理系统的控制增加输出功率;

S4:互补单元接收来自光伏发电单元、风力发电单元和火力发电单元的电能,并根据智能感知与决策模块的控制信号动态调整从各发电单元接收的能源比例;互补单元将这些不同来源的电能整合后,输送到储能模块进行储存或直接通过转换管理模块并入电网;

S5:储能模块根据电网的实时需求和电价信息,决定是储存电能还是释放电能;在低电价且能源需求小的时段,多余的电能被储存起来;在高电价或能源需求大的时段,储存的电能被释放以满足电网需求;

S6:能源管理系统持续监控整个多能互补储能系统的运行状态,包括各发电单元的输出功率、储能模块的充放电状态以及电网的实时需求;根据监控数据和电价信息,能源管理系统进行优化调度,调整各发电单元的工作模式和储能模块的充放电策略,以实现能源的高效利用和系统的经济运行。