[发明专利]楼宇储能应急节能系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种楼宇储能应急节能系统，尤其是涉及一种主要应用于医院、银行、政府机关办公楼等建筑上给一类负载提供应急电源的楼宇储能应急节能系统。

背景技术

为保障人们的人身、财产安全，对如消防设施、应急照明、事故照明等一级负荷除了由普通的市电提供供电电源外，往往还设置UPS或EPS装置来提供应急后备电源，当市电发生故障不能正常供电时，切换到由应急后备电源供电，从而维持一级负荷的正常使用。

但是，现有UPS或EPS等后备电源装置通常存在以下问题：（1）UPS或EPS中的储能用电池系统长期处于小电流浮充状态，导致电池性能的下降；（2）缺乏对电池的动态使用监测，某时刻电池能提供的应急能力状态往往不清晰，不准确，一旦需要应急使用的时候，不能很好的满足需求，应急时间短或应急功率不足；（3）除了提供应急功能，后备电源无其它任何功能价值，不产生任何经济收益，能耗高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种工作效率高，能耗小的楼宇储能应急节能系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：楼宇储能应急节能系统，由储能系统、UPS主机、管理系统三个部分组成。

所述储能系统用于储存电能量，作为后备电能，在市电发生故障不能供电情况下，释放电能出来给负荷供电。

储能系统额定容量满足条件：1.10≤储能系统额定容量*（1-服务年限内总循环次数*单位循环储能系统容量衰减率）*储能系统放电效率* UPS主机电能转换效率/后备应急需求理论容量≤2.00；

单位循环储能系统容量衰减率=平均每做一次充电和放电循环后储能系统容量的减小量/储能系统初始容量；储能系统放电效率=储能系统放电实际放出的电量/储能系统的额定容量；UPS主机电能转换效率=每1KWH直流电能经过UPS主机转换输出的交流电能量/1KWH；后备应急需求理论容量=应急时间×应急功率。

若储能系统额定容量设置过低，则不能满足应急负荷供电可靠性保障要求；相反，若储能系统额定容量设置过高，则储能体系初期投入成本过高，因此，综合两者考虑，既能满足初期投资和应急供电功能需求，同时，冗余的储能系统容量还可以作为调峰使用，产生日常的调峰经济价值。

所述负荷包括一级负荷（如应急照明灯）。

所述UPS主机由整流器、逆变器、输出隔离变压器、旁路静态开关、逆变静态开关组成，主要实现电能的转换和各工作模式下开关的切换；整流器、逆变器、输出隔离变压器、逆变静态开关依次电连接，旁路静态开关设于与整流器、逆变器、输出隔离变压器和逆变静态开关并联的连接支路上。

所述管理系统包括市电监测模块、BMS监测模块、阶梯电价数据库和工作模式决策模块，市电监测模块、BMS监测模块和阶梯电价数据库均与工作模式决策模块电连接；所述BMS监测模块与储能系统电连接。

所述市电监测模块，用于要监测市电的电压、电流、功率、功率因素电能质量等；

所述BMS监测模块主要监测储能系统的电压、电流、温度、带电状态SOC、健康状态信息SOH等；

阶梯电价数据库，存储当前的阶梯电价数据。

所述管理系统实施对整个楼宇储能应急节能系统的管理控制，管理系统通过工作模式决策模块所决定的工作模式有：低谷充电模式、高峰放电模式、待机模式和应急供电模式。

低谷充电模式下必须满足的条件有：（1）依据阶梯电价数据库得知当前时段是谷电阶段；（2）依据BMS监测模块得知储能系统正常，即满足谷电充电条件，即储能系统带电状态即SOC小于100%，无过压、过温、绝缘降低等异常；（3）由市电监测模块得知市电无故障；低谷充电模式下的充电量=储能系统的充电效率*储能系统预设应急容量中富余容量的30~80%，充电倍率小于1/2C，优选的是1/10C~1/5C。

高峰放电模式下必须满足的条件有：（1）依据阶梯电价数据库得知当前时段是高峰阶段；（2）依据BMS监测模块得知储能系统正常，即满足峰值放电条件，即储能系统带电状态即SOC大于应急所需最低值，无低压、过温、绝缘降低等异常；（3）由市电监测模块得知市电无故障；高峰放电模式下的放电量为低谷时段的充电量，放电倍率小于1/2C，优选的是1/10C~1/5C。