專(zhuān)利名稱(chēng)：儲(chǔ)能二次電池的使用系統(tǒng)和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡的儲(chǔ)能二次電池的使用系統(tǒng)和應(yīng)用。
一種使用儲(chǔ)能二次電池，在夜間存儲(chǔ)電能，在白天使用所存儲(chǔ)的電能的負(fù)載均衡系統(tǒng)，例如在日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)8-287958(1996)、8-138731(1996)以及11-233137(1999)中所述，預(yù)期在將來(lái)得到廣泛地應(yīng)用，因?yàn)樵撓到y(tǒng)能夠有效地減少按照白天的峰值功率設(shè)計(jì)發(fā)電設(shè)備和傳輸與變換設(shè)備的容量，并且能夠改善發(fā)電設(shè)備和傳輸與變換設(shè)備的利用率。
儲(chǔ)能二次電池可以位于城市郊區(qū)的變電所中，不過(guò)，需要具有多個(gè)位置以便提高利用率。此外，因?yàn)樾枰蛊湮恢每拷娔苡脩?hù)而減少傳輸設(shè)備，所以最好儲(chǔ)能二次電池被安裝在電能用戶(hù)附近。不過(guò)，如果用戶(hù)想要擁有儲(chǔ)能二次電池，并在大樓中、房間中或者孤島中利用它，則用戶(hù)必須具有操作、維護(hù)和管理儲(chǔ)能二次電池的知識(shí)和能力。這對(duì)于推廣儲(chǔ)能二次電池是一個(gè)障礙。如果使用鈉-硫電池或者含有危險(xiǎn)材料的電池作為儲(chǔ)能二次電池，則問(wèn)題更加嚴(yán)重，即，按照防火法規(guī)的規(guī)定，要求合格的危險(xiǎn)材料操作員進(jìn)行操作。這便難于使用戶(hù)對(duì)儲(chǔ)能二次電池進(jìn)行操作、維護(hù)與管理。
如果用戶(hù)要使用儲(chǔ)能二次電池，為了普及，重要的是購(gòu)買(mǎi)儲(chǔ)能二次電池的費(fèi)用應(yīng)該能夠利用白天和夜間的電費(fèi)之差進(jìn)行補(bǔ)償。不過(guò)，在用戶(hù)要購(gòu)買(mǎi)儲(chǔ)能二次電池的情況下，用戶(hù)必須進(jìn)行初始投資來(lái)購(gòu)買(mǎi)設(shè)備，雖然在幾年的連續(xù)運(yùn)行之后可以收回投資，但是這仍然是一個(gè)推廣的障礙。
還有另一個(gè)問(wèn)題。即，如果儲(chǔ)能二次電池要被安裝在具有許多電能用戶(hù)的大樓、公共住宅或孤島上，則需要較多的電池和較大的空間，以便使每個(gè)電能用戶(hù)配備一個(gè)儲(chǔ)能二次電池。
本發(fā)明的目的在于提供一種儲(chǔ)能二次電池的使用系統(tǒng)和應(yīng)用，其消除了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，其有效地推廣儲(chǔ)能二次電池，并且能夠產(chǎn)生負(fù)載均衡效果。
本發(fā)明的儲(chǔ)能二次電池的第一個(gè)使用系統(tǒng)的特征在于，通過(guò)交流-直流變換器在夜間存儲(chǔ)電能，在白天使用電能的儲(chǔ)能二次電池的使用系統(tǒng)包括電表，用于測(cè)量從發(fā)電設(shè)備通過(guò)交流-直流變換器充向儲(chǔ)能二次電池的充電電量，并測(cè)量通過(guò)交流-直流變換器從儲(chǔ)能二次電池向負(fù)載提供的放電電量；以及處理裝置，其由電表測(cè)量的充電電量和放電電量以及電量的各個(gè)單價(jià)計(jì)算電費(fèi)之差，然后根據(jù)所述電費(fèi)之差，或者根據(jù)所述電費(fèi)之差和在使用儲(chǔ)能二次電池的前后的最低電費(fèi)之間的差，計(jì)算使用儲(chǔ)能二次電池的費(fèi)用。
本發(fā)明的儲(chǔ)能二次電池的第二個(gè)使用系統(tǒng)的特征在于，通過(guò)交流-直流變換器在夜間存儲(chǔ)電能，在白天使用電能的儲(chǔ)能二次電池的使用系統(tǒng)包括電表，用于測(cè)量從發(fā)電設(shè)備通過(guò)交流-直流變換器充向儲(chǔ)能二次電池的充電電量，并測(cè)量通過(guò)交流-直流變換器從儲(chǔ)能二次電池向負(fù)載提供的放電電量；以及處理裝置，其根據(jù)由電表測(cè)量的充電電量和放電電量以及電量的各個(gè)單價(jià)計(jì)算的收支差額，或者根據(jù)充電電量和放電電量、收支差額和在使用儲(chǔ)能二次電池的前后的最低電費(fèi)之差，計(jì)算使用儲(chǔ)能二次電池的費(fèi)用。
本發(fā)明的儲(chǔ)能二次電池的第一個(gè)應(yīng)用的特征在于，在儲(chǔ)能二次電池的所述應(yīng)用中，其中通過(guò)交流-直流變換器在夜間存儲(chǔ)電能，在白天使用電能，測(cè)量從發(fā)電設(shè)備通過(guò)交流-直流變換器充向儲(chǔ)能二次電池的充電電量，并測(cè)量從儲(chǔ)能二次電池向負(fù)載提供的放電電量；由測(cè)量的充電電量和放電電量以及電量的各個(gè)單價(jià)計(jì)算電費(fèi)之差，并根據(jù)電費(fèi)之差，或者根據(jù)電費(fèi)之差和在使用儲(chǔ)能二次電池的前后的最低電費(fèi)之差，計(jì)算使用儲(chǔ)能二次電池的費(fèi)用。
本發(fā)明的儲(chǔ)能二次電池的第二個(gè)應(yīng)用的特征在于，在儲(chǔ)能二次電池的所述應(yīng)用中，其中通過(guò)交流-直流變換器在夜間存儲(chǔ)電能，在白天使用電能，測(cè)量從發(fā)電設(shè)備通過(guò)交流-直流變換器充向儲(chǔ)能二次電池的充電電量，并測(cè)量從儲(chǔ)能二次電池向負(fù)載提供的放電電量；并根據(jù)由測(cè)量的充電電量和放電電量以及電量的各個(gè)單價(jià)計(jì)算的收支差額，或者根據(jù)充電電量和放電電量、收支差額和在使用儲(chǔ)能二次電池的前后的最低電費(fèi)之間的差，計(jì)算使用儲(chǔ)能二次電池的費(fèi)用。
按照本發(fā)明，可以計(jì)算使用儲(chǔ)能二次電池的費(fèi)用，其中包括使用交流-直流變換器的費(fèi)用。此外，在儲(chǔ)能二次電池的應(yīng)用中，最好由一個(gè)儲(chǔ)能二次電池向多個(gè)負(fù)載提供放電能量，并且計(jì)算對(duì)于每個(gè)負(fù)載的放電電費(fèi)，通過(guò)為儲(chǔ)能二次電池配備的單一交流-直流變換器向多個(gè)負(fù)載提供放電能量，并計(jì)算對(duì)于每個(gè)負(fù)載的放電電費(fèi)，或者最好通過(guò)一個(gè)控制裝置控制為一個(gè)儲(chǔ)能二次電池提供的多個(gè)交流-直流變換器，并用一個(gè)電表測(cè)量通過(guò)每個(gè)交流-直流變換器的放電能量。此外，最好是，從一個(gè)儲(chǔ)能二次電池向多個(gè)電能用戶(hù)的多個(gè)負(fù)載提供放電能量，并計(jì)算每個(gè)電能用戶(hù)的放電電費(fèi)，或者，通過(guò)對(duì)儲(chǔ)能二次電池配備的一個(gè)交流-直流變換器向多個(gè)電能用戶(hù)的多個(gè)負(fù)載提供放電能量，并計(jì)算每個(gè)電能用戶(hù)的放電電費(fèi)。
本發(fā)明的儲(chǔ)能二次電池的第三個(gè)應(yīng)用的特征在于，在儲(chǔ)能二次電池的所述應(yīng)用中，通過(guò)交流-直流變換器在夜間存儲(chǔ)電能，在白天使用電能，通過(guò)為一個(gè)儲(chǔ)能二次電池提供的交流-直流變換器把放電能量提供給多個(gè)電能用戶(hù)的負(fù)載。按照本發(fā)明，可以對(duì)儲(chǔ)能二次電池提供一個(gè)交流-直流變換器，或者對(duì)儲(chǔ)能二次電池提供多個(gè)交流-直流變換器。此外，特別優(yōu)選的是，測(cè)量被提供給多個(gè)電能用戶(hù)的負(fù)載的放電電量，然后根據(jù)對(duì)每個(gè)電能用戶(hù)的放電量，或者根據(jù)由放電量和電能的單價(jià)計(jì)算的放電電費(fèi)，或者根據(jù)放電電費(fèi)和在使用儲(chǔ)能二次電池前后最低電費(fèi)之間的差，計(jì)算每個(gè)電能用戶(hù)的儲(chǔ)能二次電池和/或交流-直流變換器的價(jià)格份額。
此外，上述方法的特征在于，對(duì)儲(chǔ)能二次電池用戶(hù)的需求事務(wù)處理根據(jù)計(jì)算出的使用儲(chǔ)能二次電池的價(jià)格進(jìn)行處理。
圖1表示本發(fā)明的儲(chǔ)能二次電池的一個(gè)實(shí)施例；
圖2表示圖1所示的儲(chǔ)能二次電池的操作狀態(tài)；圖3是流程圖。
下面參照


本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。圖1表示本發(fā)明的儲(chǔ)能二次電池的使用系統(tǒng)和應(yīng)用的實(shí)施例。
圖中，廠(chǎng)商/貸方4，電能提供者5和電能用戶(hù)6和儲(chǔ)能二次電池的應(yīng)用方式相關(guān)，并且分別被包括在廠(chǎng)商/貸方系統(tǒng)1，電源系統(tǒng)2和用電系統(tǒng)3中，如圖中的虛線(xiàn)所示。
廠(chǎng)商/貸方4制造儲(chǔ)能二次電池10，并按照簽訂的合同出借給電能用戶(hù)6。借貸的類(lèi)型包括直接借貸給用戶(hù)或者通過(guò)金融公司借貸給用戶(hù)。儲(chǔ)能二次電池10配備有交流-直流變換器11和12和控制裝置13，用于通過(guò)交流-直流變換器11和12進(jìn)行交流-直流轉(zhuǎn)換?？刂蒲b置13配備有電表14。所有這些設(shè)備都由廠(chǎng)商/貸方4提供。
電能提供者具有在其電源系統(tǒng)2中的發(fā)電設(shè)備17，其通過(guò)交流-直流變換器11和12，特別是在夜間向安裝在用電系統(tǒng)3中的儲(chǔ)能二次電池10提供電能。被提供的電能作為充電電量被存儲(chǔ)在儲(chǔ)能二次電池10中。充電使用的電量由電表14測(cè)量并在統(tǒng)計(jì)之后，被記錄在存儲(chǔ)介質(zhì)(未示出)中。
廠(chǎng)商/貸方4在其制造/借貸系統(tǒng)1中配備有中央處理單元(CPU)21。也可以使電能用戶(hù)配備CPU21。在每種情況下，應(yīng)把用電量的數(shù)據(jù)通知不配備CPU21的一方。
在儲(chǔ)能二次電池10中存儲(chǔ)的電量，特別是在白天，通過(guò)交流-直流變換器11和12被提供給(放電)負(fù)載15和16。如果負(fù)載15和16是直流設(shè)備，則直接向其提供電能，而不通過(guò)交流-直流變換器11和12。
放電電量由電表14測(cè)量，并在統(tǒng)計(jì)之后，被記錄在存儲(chǔ)介質(zhì)上。
由電表14測(cè)量的充電電量和放電電量通過(guò)通信線(xiàn)路25被發(fā)送到CPU21，充電電量和放電電量按照統(tǒng)計(jì)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)22上，由CPU21計(jì)算充電電費(fèi)和放電電費(fèi)，并根據(jù)差額對(duì)用戶(hù)進(jìn)行需求處理。
可以由多個(gè)電能用戶(hù)6和6’獨(dú)立地使用一個(gè)儲(chǔ)能二次電池10為其負(fù)載15和16供電。在這種應(yīng)用中，分別為其負(fù)載15和16安裝交流-直流變換器11和12，通過(guò)各自的交流-直流變換器11和12進(jìn)行的交流-直流轉(zhuǎn)換由一個(gè)控制裝置13控制，并且由一個(gè)電表14測(cè)量充電電量和放電電量。也可以對(duì)每個(gè)交流-直流變換器11和12配備一個(gè)電表。儲(chǔ)能二次電池10可以全部或部分地出借，這取決于廠(chǎng)商/貸方4和電能用戶(hù)6之間簽訂的合同9，并且使用儲(chǔ)能二次電池的費(fèi)用由CPU21按照合同的內(nèi)容進(jìn)行計(jì)算。
按照本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)，提供一種儲(chǔ)能二次電池的使用系統(tǒng)，包括電表14，用于測(cè)量從發(fā)電設(shè)備17通過(guò)交流-直流變換器11和12向儲(chǔ)能二次電池充的充電電量，并測(cè)量通過(guò)交流-直流變換器11和12從儲(chǔ)能二次電池10向負(fù)載提供的放電電量；以及處理裝置21，其計(jì)算由電表14測(cè)量的充電電量和放電電量以及電量的各個(gè)單價(jià)計(jì)算電費(fèi)之差，然后根據(jù)電費(fèi)之差，計(jì)算使用儲(chǔ)能二次電池的費(fèi)用。
此外，提供一種儲(chǔ)能二次電池的使用系統(tǒng)，包括電表14，用于測(cè)量從發(fā)電設(shè)備17通過(guò)交流-直流變換器11和12充向儲(chǔ)能二次電池的充電電量，并測(cè)量通過(guò)交流-直流變換器11和12從儲(chǔ)能二次電池向負(fù)載提供的放電電量；以及處理裝置21，其根據(jù)由電表14測(cè)量的充電電量和放電電量以及電量的各個(gè)單價(jià)計(jì)算的收支差額，計(jì)算使用儲(chǔ)能二次電池的費(fèi)用。
因?yàn)殡娰M(fèi)是由發(fā)電廠(chǎng)提供的電量乘以電量的單價(jià)確定的電費(fèi)和由所需的峰值功率確定的最低電費(fèi)之和，所以對(duì)于使用儲(chǔ)能二次電池的電能用戶(hù)的利益不僅包括由放電電量和充電電量計(jì)算的電費(fèi)之差，而且包括在使用儲(chǔ)能二次電池前后的最低電費(fèi)之差。在這種情況下，使用根據(jù)電費(fèi)之差和最低電費(fèi)之差計(jì)算使用儲(chǔ)能二次電池的費(fèi)用的處理單元，雖然沒(méi)有示出。包括由電能提供者規(guī)定的特定貼現(xiàn)率或燃料附加費(fèi)的使用費(fèi)用也可以由處理單元計(jì)算。
一般地說(shuō)，通過(guò)利用由儲(chǔ)能二次電池提供的放電電量，要由發(fā)電設(shè)備在白天提供的所需的峰值功率減少，因而的電能用戶(hù)可以享受減少最低電費(fèi)的優(yōu)點(diǎn)。
圖3表示應(yīng)用儲(chǔ)能二次電池的流程圖。在步S1，按照上述的方式測(cè)量被充電和被存儲(chǔ)的電量，并在步S2測(cè)量放電電量。充電電量和放電電量如圖2所示，這將在后面解釋。
由電能提供者5提供的電能的單價(jià)是預(yù)先確定的，因而在步S3使用所述的單價(jià)，在步S4，由放電電量×放電單價(jià)(白天的電能的單價(jià))和充電電量×充電電量的單價(jià)(夜間電量的單價(jià))計(jì)算電費(fèi)之差。
在步S5，調(diào)用合同的內(nèi)容。在步S6，計(jì)算使用儲(chǔ)能二次電池的費(fèi)用。計(jì)算使用儲(chǔ)能二次電池的費(fèi)用時(shí)可以包括使用交流-直流變換器11和12的費(fèi)用。
上述步驟也適用于其它的設(shè)備和裝置。
除去計(jì)算電費(fèi)之差之外，雖然沒(méi)有示出，還可以在步S4計(jì)算使用儲(chǔ)能二次電池前后的最低電費(fèi)之間的差，并且可以在步S6根據(jù)計(jì)算的電費(fèi)之差和上述的最低電費(fèi)之間的差，計(jì)算使用儲(chǔ)能二次電池的費(fèi)用。此外，上述的使用費(fèi)用的計(jì)算也可以包括由電能提供者規(guī)定的特定貼現(xiàn)率或燃料附加費(fèi)。
當(dāng)廠(chǎng)商/貸方4收取儲(chǔ)能二次電池10的操作費(fèi)和維護(hù)費(fèi)時(shí)，這些服務(wù)的費(fèi)用可以按照合同9被包括在儲(chǔ)能二次電池的使用費(fèi)用中。可以允許電能用戶(hù)6在自身的能力之內(nèi)操作和維護(hù)儲(chǔ)能二次電池10和其它的設(shè)備。這雖然能夠減少使用費(fèi)用，但是好處不大，因?yàn)檫@要付出較多的勞動(dòng)。
結(jié)果，按照上述的步驟，提供了一種儲(chǔ)能二次電池10的應(yīng)用，其中通過(guò)交流-直流變換器11和12在夜間存儲(chǔ)電能，并在白天使用電能，其中測(cè)量從發(fā)電設(shè)備17通過(guò)交流-直流變換器11和12向儲(chǔ)能二次電池充電并被存儲(chǔ)的充電電量；測(cè)量從儲(chǔ)能二次電池向負(fù)載提供的放電電量；由測(cè)量的充電電量和放電電量以及電量的各個(gè)單價(jià)計(jì)算電費(fèi)之差；并根據(jù)電費(fèi)之差，或者根據(jù)電費(fèi)之差和在使用儲(chǔ)能二次電池前后的最低電費(fèi)之差，計(jì)算使用儲(chǔ)能二次電池的費(fèi)用。上述的使用費(fèi)用的計(jì)算可以包括由電能提供者規(guī)定的特定貼現(xiàn)率或燃料附加費(fèi)。
此外，提供一種儲(chǔ)能二次電池的應(yīng)用，其中通過(guò)交流-直流變換器在夜間存儲(chǔ)電能，并在白天使用電能，其中測(cè)量從發(fā)電設(shè)備通過(guò)交流-直流變換器向儲(chǔ)能二次電池充電并被存儲(chǔ)的充電電量；測(cè)量從儲(chǔ)能二次電池向負(fù)載提供的放電電量；以及根據(jù)由測(cè)量的充電電量和放電電量以及各個(gè)電量的單價(jià)計(jì)算的收支差額，或者根據(jù)收支差額和在使用儲(chǔ)能二次電池前后的最低電費(fèi)之間的差，計(jì)算使用儲(chǔ)能二次電池的費(fèi)用。上述的使用費(fèi)用的計(jì)算可以包括由電能提供者規(guī)定的特定貼現(xiàn)率或燃料附加費(fèi)。
此外，提供一種儲(chǔ)能二次電池的應(yīng)用，其中可以計(jì)算包括使用交流-直流變換器的費(fèi)用的使用儲(chǔ)能二次電池的費(fèi)用。
此外，提供一種儲(chǔ)能二次電池的應(yīng)用，其中計(jì)算由一個(gè)儲(chǔ)能二次電池向多個(gè)負(fù)載提供的放電能量，并且計(jì)算對(duì)于每個(gè)負(fù)載的放電電費(fèi)。
此外，提供一種儲(chǔ)能二次電池的應(yīng)用，其中計(jì)算通過(guò)為儲(chǔ)能二次電池配備的一個(gè)交流-直流變換器向多個(gè)負(fù)載提供的放電能量，并計(jì)算對(duì)于每個(gè)負(fù)載的放電電費(fèi)。
此外，提供一種儲(chǔ)能二次電池的應(yīng)用，其中通過(guò)一個(gè)控制裝置控制為一個(gè)儲(chǔ)能二次電池提供的多個(gè)交流-直流變換器，并用一個(gè)電表測(cè)量通過(guò)每個(gè)交流-直流變換器的放電能量。
此外，因?yàn)槭褂脙?chǔ)能二次電池的費(fèi)用由每個(gè)電能用戶(hù)分別支付，最好是在步S4或S6計(jì)算每個(gè)電能用戶(hù)的放電電費(fèi)，并根據(jù)所述電費(fèi)計(jì)算每個(gè)電能用戶(hù)使用儲(chǔ)能二次電池的費(fèi)用。用這種方式，提供一種儲(chǔ)能二次電池的應(yīng)用，其中從一個(gè)儲(chǔ)能二次電池向多個(gè)電能用戶(hù)的負(fù)載提供放電能量，并計(jì)算每個(gè)電能用戶(hù)的放電電費(fèi)。
本發(fā)明的儲(chǔ)能二次電池是一種電池組或者是由電池組構(gòu)成的組件組。此外，一個(gè)儲(chǔ)能二次電池的應(yīng)用于多個(gè)用戶(hù)負(fù)載指的是在一個(gè)公共的電池或組件組上安裝多個(gè)交流-直流變換器，或者多個(gè)用戶(hù)使用一個(gè)公共的電池組或電池組組件。
此外，提供一種儲(chǔ)能二次電池的應(yīng)用，其中通過(guò)為儲(chǔ)能二次電池提供的一個(gè)交流-直流變換器把放電能量提供給多個(gè)電能用戶(hù)的負(fù)載，并計(jì)算每個(gè)電能用戶(hù)的放電費(fèi)。此外，提供一種儲(chǔ)能二次電池的應(yīng)用，其中根據(jù)計(jì)算的使用儲(chǔ)能二次電池的費(fèi)用，對(duì)儲(chǔ)能二次電池的用戶(hù)進(jìn)行需求事務(wù)處理。
如果這種計(jì)算由電能用戶(hù)6進(jìn)行，則其是一個(gè)要被準(zhǔn)備的支付報(bào)告。
在圖1中，其中使用的應(yīng)用是，儲(chǔ)能二次電池10的廠(chǎng)商/貸方4，其是在合同中規(guī)定的儲(chǔ)能二次電池10的所有者，借給電能用戶(hù)6儲(chǔ)能二次電池10或包括儲(chǔ)能二次電池和交流-直流變換器11和12的電能儲(chǔ)存系統(tǒng)，并且儲(chǔ)能二次電池被安裝在電能用戶(hù)6處并由電能用戶(hù)6操作。在這種應(yīng)用中，電能用戶(hù)6，其從電能提供者5購(gòu)買(mǎi)夜間的電能，并在白天使用存儲(chǔ)的夜間電能，可以從夜間和白天的電費(fèi)之差中獲得效益。通過(guò)對(duì)上述的廠(chǎng)商/貸方，即儲(chǔ)能二次電池10的所有者，支付所得效益的一部分作為租金，電能用戶(hù)可以利用儲(chǔ)能二次電池10，而不用進(jìn)行初期投資。因而，隨著儲(chǔ)能二次電池10被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用，將增加夜間電能的利用量，因而減少白天和夜間電能需求之間的差，即，帶來(lái)提高發(fā)電設(shè)備和輸送/變換設(shè)備的利用率的優(yōu)點(diǎn)。
在這種應(yīng)用中，最好儲(chǔ)能二次電池10由作為所有者的廠(chǎng)商/貸方4本身進(jìn)行操作、維護(hù)和管理?；蛘哂蓮S(chǎng)商/貸方4或者電能用戶(hù)6的轉(zhuǎn)包商(未示出)進(jìn)行操作、維護(hù)和管理。用這種方式，儲(chǔ)能二次電池10可以由熟悉操作規(guī)程或者合格的操作人員進(jìn)行操作、維護(hù)和管理。廠(chǎng)商/貸方4是最有能力對(duì)儲(chǔ)能二次電池進(jìn)行操作、維護(hù)和管理的，因?yàn)槠涫熘浣Y(jié)構(gòu)、特性和操作規(guī)程。此外，因?yàn)楸话惭b在電能用戶(hù)6中的多個(gè)儲(chǔ)能二次電池的操作、維護(hù)和管理可以由合格的對(duì)儲(chǔ)能二次電池有足夠知識(shí)的操作者負(fù)責(zé)，因而帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)是，可以減少用于操作、維護(hù)和管理儲(chǔ)能二次電池的操作人員的數(shù)量，和每個(gè)電能用戶(hù)6負(fù)責(zé)操作、維護(hù)和管理儲(chǔ)能二次電池的情況相比，可以簡(jiǎn)化操作、維護(hù)和管理的服務(wù)。儲(chǔ)能二次電池的操作可以是自動(dòng)的，如果是自動(dòng)的，作為儲(chǔ)能二次電池的所有者的廠(chǎng)商/貸方，或者其轉(zhuǎn)包商，或者電能用戶(hù)可以從遠(yuǎn)方監(jiān)視操作狀態(tài)，在故障情況下，可以采取必要的措施。
特別是，當(dāng)儲(chǔ)能二次電池10是鈉-硫電池時(shí)，需要合格的危險(xiǎn)品操作人員負(fù)責(zé)操作，這是防火法規(guī)的規(guī)定。即使在這種情況下，如果操作、維護(hù)和管理由儲(chǔ)能二次電池的所有者或轉(zhuǎn)包商負(fù)責(zé)，也可以容易地分配危險(xiǎn)品操作人員，并進(jìn)行符合法規(guī)的合適的操作和管理。同時(shí)，作為儲(chǔ)能二次電池，鈉-硫電池是一種極好的電池，其優(yōu)點(diǎn)是，體積小，能量密度高，充電效率和放電效率優(yōu)異，并且因?yàn)榭梢缘玫礁鞣N原材料，使得這種電池適合于批量生產(chǎn)。因?yàn)槠湫枰〉陌惭b空間，其可被安裝在大樓或公寓住宅內(nèi)，即適合于安裝在電能用戶(hù)附近，這是使負(fù)載均衡的最為有效的方法。
也可以允許第三方，雖然沒(méi)有示出，從廠(chǎng)商/貸方4購(gòu)買(mǎi)儲(chǔ)能二次電池10，因而成為儲(chǔ)能二次電池的所有者，然后，所有者把儲(chǔ)能二次電池租借給電能用戶(hù)6。這也具有簡(jiǎn)化儲(chǔ)能二次電池的操作、維護(hù)和管理的優(yōu)點(diǎn)，其理由同上，即，儲(chǔ)能二次電池的操作、維護(hù)和管理可以由合格的專(zhuān)業(yè)人員負(fù)責(zé)，并且由相同的人員可以操作、維護(hù)和管理多個(gè)儲(chǔ)能二次電池。此外，也可以由第三方例如大樓維護(hù)公司或者電梯維護(hù)公司和儲(chǔ)能二次電池的廠(chǎng)商/貸方一道辦理儲(chǔ)能二次電池的租借業(yè)務(wù)，或者由儲(chǔ)能二次電池的廠(chǎng)商/貸方把儲(chǔ)能二次電池租借給第三方，然后，第三方把儲(chǔ)能二次電池租借給電能用戶(hù)。
按照?qǐng)D1所示的實(shí)施例，儲(chǔ)能二次電池被租借給多個(gè)電能用戶(hù)，并且多個(gè)電能用戶(hù)6和6’共同利用儲(chǔ)能二次電池10。在該圖中，每個(gè)電能用戶(hù)利用和同一個(gè)儲(chǔ)能二次電池10相連的單獨(dú)的交流-直流變換器11和12，它們通過(guò)充電從電能提供者購(gòu)買(mǎi)夜間電能，并通過(guò)放電把電能提供給負(fù)載。這種應(yīng)用給電能用戶(hù)帶來(lái)巨大的效益，因?yàn)樗璧膬?chǔ)能二次電池的數(shù)量被減少了，因而可以減少所需的安裝空間和租借費(fèi)用。特別是，當(dāng)儲(chǔ)能二次電池被安裝在大樓或公寓住宅的地下室中時(shí)，對(duì)于提高利用率和減少安裝空間是極為重要的。即使在這種情況下，電能用戶(hù)6和6’也不需要初期投資，并且如果儲(chǔ)能二次電池10的所有者把儲(chǔ)能二次電池或儲(chǔ)能二次電池10和交流-直流變換器11和12租借給電能用戶(hù)6,6’，同時(shí)儲(chǔ)能二次電池10和其它設(shè)備被安裝在電能用戶(hù)6,6’附近，儲(chǔ)能二次電池的利用率還能提高。在這種應(yīng)用中，還是最好由儲(chǔ)能二次電池的所有者或者轉(zhuǎn)包商或者電能用戶(hù)負(fù)責(zé)儲(chǔ)能二次電池的操作、維護(hù)和管理，使得可以改善儲(chǔ)能二次電池10的可靠性，并且在故障情況下可以采取必要的補(bǔ)救措施。因?yàn)樵谶@種應(yīng)用中，多個(gè)電能用戶(hù)6和6’利用一個(gè)共同的儲(chǔ)能二次電池10，要被操作、維護(hù)和管理儲(chǔ)能二次電池的數(shù)量可以減少，因而可以減少負(fù)責(zé)操作、維護(hù)和管理的人員的數(shù)量，這又帶來(lái)減少租借費(fèi)用的優(yōu)點(diǎn)。
此外，如圖1所示，當(dāng)多個(gè)電能用戶(hù)6和6’利用單獨(dú)的交流-直流變換器11和12時(shí)，還具有另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即，使得操作的自由度增加，因?yàn)殡娔苡脩?hù)6和6’可以獨(dú)立地利用儲(chǔ)能二次電池，而不用注意另一方的用電情況。在另一方面，當(dāng)多個(gè)電能用戶(hù)6和6’利用同一個(gè)交流-直流變換器時(shí)，雖然沒(méi)有示出，則具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即使得所需的交流-直流變換器的數(shù)量減少，因而減少安裝空間。雖然如圖所示，儲(chǔ)能二次電池10和交流-直流變換器11和12的操作可以由控制裝置13控制，但是，如果儲(chǔ)能二次電池10由多個(gè)電能用戶(hù)6和6’利用，控制裝置13最好具有測(cè)量和存儲(chǔ)由每個(gè)電能用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)的和消耗的電能數(shù)據(jù)的功能，并能夠計(jì)算要付給電能提供者的電費(fèi)和儲(chǔ)能二次電池的所有者的儲(chǔ)能二次電池的租借費(fèi)。還可以集中地測(cè)量由電能提供者提供的電量，并根據(jù)電量消耗的數(shù)據(jù)計(jì)算要支付的電費(fèi)。
圖2表示在多個(gè)電能用戶(hù)使用一個(gè)公共的儲(chǔ)能二次電池的實(shí)施例中兩個(gè)電能用戶(hù)的操作狀態(tài)的例子。豎軸代表對(duì)于任意刻度的電量，橫軸代表時(shí)間。情況a)表示第一電能用戶(hù)的操作狀態(tài)，情況b)表示第二電能用戶(hù)的操作狀態(tài)，并且c)是兩者之和，其中在白天放電，夜間充電。在所示的例子中，在情況a)和b)中，具有相同的電能消耗，即在放電操作中具有相同的放電電量和相同的峰值功率，但是，其放電電量的峰值位置不同。如果每個(gè)電能用戶(hù)的用電目的不同，則放電電量的峰值位置不同是非常普遍的。結(jié)果，在表示兩者之和的情況c)中，放電電量是a)和b)的和，但是峰值放電電量小于二者的峰值之和。雖然儲(chǔ)能二次電池10的充電電量取決于放電電量、電池的充電效率和放電效率以及交流-直流變換器的效率，并且最低電池容量由充電電量決定，但是峰值放電電量或峰值充電電量將引起電池的熱輻射增加，或者使電池的效率降低。因此，即使需要相同的電量，一般隨著峰值的增加電池容量也增加。即，當(dāng)多個(gè)電能用戶(hù)的每一個(gè)使用單個(gè)的儲(chǔ)能二次電池時(shí)，所需的每個(gè)儲(chǔ)能二次電池的容量由每個(gè)電能用戶(hù)的電能消耗和峰值電量決定。在另一方面，當(dāng)多個(gè)電能用戶(hù)6和6’利用一個(gè)儲(chǔ)能二次電池10時(shí)，如圖1所示，所需的電池容量可以小于在前述情況下所需的容量之和，因?yàn)榉逯惦娏靠梢孕∮诿總€(gè)電能用戶(hù)的峰值電量之和。因而，儲(chǔ)能二次電池10的容量和尺寸小于在每個(gè)電能用戶(hù)使用單個(gè)的儲(chǔ)能二次電池的情況下的容量和尺寸，其優(yōu)點(diǎn)是，可以降低安裝空間和成本。
如上所述，當(dāng)由多個(gè)電能用戶(hù)使用一個(gè)儲(chǔ)能二次電池時(shí)，每個(gè)電能用戶(hù)分擔(dān)的儲(chǔ)能二次電池與/或交流-直流變換器的使用費(fèi)用根據(jù)每個(gè)電能用戶(hù)的放電電量，根據(jù)由放電電量和電量的單價(jià)計(jì)算的放電電費(fèi)，或者根據(jù)放電電費(fèi)和在使用儲(chǔ)能二次電池前后的最低電費(fèi)之間的差以與圖3中S4和S6類(lèi)似的方式進(jìn)行計(jì)算。在計(jì)算使用費(fèi)份額時(shí)，可以包括由電能提供者規(guī)定的特定貼現(xiàn)率或燃料附加費(fèi)。
作為上述情況的結(jié)果，可以使使用所有的儲(chǔ)能二次電池與/或交流-直流變換器的總的費(fèi)用被寫(xiě)入合同的內(nèi)容中(S5)，并根據(jù)總的使用費(fèi)用計(jì)算每個(gè)電能用戶(hù)的使用費(fèi)用，或者可以根據(jù)由儲(chǔ)能二次電池的充電總電量和放電總電量計(jì)算的電費(fèi)的差，或者根據(jù)電費(fèi)的差和使用儲(chǔ)能二次電池前后的最低電費(fèi)之間的總的差額計(jì)算使用儲(chǔ)能二次電池與/或交流-直流變換器的總的使用費(fèi)用，并由總的使用費(fèi)用計(jì)算每個(gè)電能用戶(hù)的使用費(fèi)用。
此外，在計(jì)算總的使用費(fèi)用時(shí)，也可以包括由電能提供者規(guī)定的特定貼現(xiàn)率或燃料附加費(fèi)，或者附加和電能提供者簽訂的合同中規(guī)定的特定電費(fèi)。每個(gè)電能用戶(hù)的使用費(fèi)用按照使用費(fèi)用份額和總的使用費(fèi)用之積進(jìn)行計(jì)算。
如果每個(gè)電能用戶(hù)利用一個(gè)單獨(dú)的交流-直流變換器，所述交流-直流變換器的容量由每個(gè)電能用戶(hù)的峰值電能決定，用交流-直流變換器11和12也能保持類(lèi)似的效果。在另一方面，當(dāng)多個(gè)電能用戶(hù)6和6’利用一個(gè)交流-直流變換器時(shí)，雖然沒(méi)有示出，交流-直流變換器的容量可以小于每個(gè)電能用戶(hù)使用單獨(dú)的交流-直流變換器時(shí)的交流-直流變換器的容量之和，因?yàn)榉逯惦娔苄∮诿總€(gè)電能用戶(hù)的峰值電能之和。這帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)是，可以減小交流-直流變換器的尺寸、簡(jiǎn)化其結(jié)構(gòu)，因而降低成本，并且可以減少安裝空間。作為資料順便說(shuō)明，在被用于負(fù)載均衡的儲(chǔ)能二次電池的情況下，通常交流-直流變換器的容量取決于峰值放電電量，因?yàn)榉逯捣烹婋娏看笥诜逯党潆婋娏俊４送?，因?yàn)閮?chǔ)能二次電池的充電電量大于放電電量，這是由充電效率和放電效率決定的，所需的電池容量一般由充電電量和峰值放電電量決定。此外，在特定情況下，充電電量可以被設(shè)置得大于正常需要的值，以便滿(mǎn)足放電電量，從而存儲(chǔ)較多的電能，并在需要時(shí)作為緊急電源或不間斷電源使用。如果鈉-硫電池在高的充電電壓下被浮動(dòng)充電，如同對(duì)鉛電池充電那樣，電池的電阻則增加，因而不能用作緊急情況下的大功率瞬時(shí)放電。為了使電池在通常情況下用于負(fù)載均衡，并用作緊急電源或不間斷電源，最好是，在充電結(jié)束時(shí)，把每個(gè)串聯(lián)的電池的電壓設(shè)置為2.1-2.5V之內(nèi)的一個(gè)合適的值，從而阻止在充電結(jié)束狀態(tài)下電阻的增加。在這種情況下，交流-直流變換器的容量必須考慮在緊急使用情況下的峰值功率。
圖1所示的實(shí)施例已被付諸實(shí)施，其中使用1000kwh的鈉-硫電池作為儲(chǔ)能二次電池，并且儲(chǔ)能系統(tǒng)包括兩個(gè)100kw的交流-直流變換器，和一個(gè)控制裝置，系統(tǒng)由電池制造者租借給兩個(gè)電能用戶(hù)，每個(gè)被安裝在電能用戶(hù)的負(fù)載即用電設(shè)備所在的地下室內(nèi)。除去電池由控制裝置自動(dòng)操作之外，還安裝有用于在操作期間遠(yuǎn)方監(jiān)視異常情況的裝置，并且電池制造者從遠(yuǎn)方管理系統(tǒng)。此外，電池制造者還定期地巡視，以便檢查電池的操作狀態(tài)。按照這種應(yīng)用，電能用戶(hù)可以在夜間充電，在白天用電，并向電池制造者支付白天和夜間電費(fèi)之差的一部分作為租借費(fèi)，享受利用儲(chǔ)能二次電池的利益而不用初始投資。在另一方面，對(duì)于電能提供者，這種應(yīng)用因而有效地利用夜間電能，這又帶來(lái)這樣的優(yōu)點(diǎn)，即通過(guò)負(fù)載均衡，可以改善發(fā)電設(shè)備和傳輸/變換設(shè)備的利用率。在這種結(jié)構(gòu)中，因?yàn)閷?duì)每個(gè)用戶(hù)提供有單獨(dú)的交流-直流變換器，所以電能用戶(hù)可以獨(dú)立地使用電能，直到100kw的峰值，而不必注意其它用戶(hù)的用電狀態(tài)。因?yàn)橄到y(tǒng)的放電效率是90％，所以可以使用高達(dá)900kwh的放電電量，即可以使兩個(gè)電能用戶(hù)以總的平均功率100kw操作9個(gè)小時(shí)。
按照本發(fā)明，由電能用戶(hù)對(duì)儲(chǔ)能二次電池的初始投資是0或者很少，電池的可靠性可以被改善，在故障情況下可以采取補(bǔ)救措施，因?yàn)殡姵氐牟僮鳌⒕S護(hù)和管理由具有足夠知識(shí)的合格人員負(fù)責(zé)，結(jié)果，增加了儲(chǔ)能二次電池的利用率，因而，通過(guò)負(fù)載均衡提高了發(fā)電設(shè)備和傳輸/變換設(shè)備的利用率。此外，按照本發(fā)明，可以減少儲(chǔ)能二次電池的安裝空間，并且可以減少電池的容量。
權(quán)利要求
1．一種儲(chǔ)能二次電池的使用系統(tǒng)，其中通過(guò)交流-直流變換器在夜間存儲(chǔ)電能，在白天使用電能；所述使用系統(tǒng)包括電表，用于測(cè)量從發(fā)電設(shè)備通過(guò)該交流-直流變換器充向儲(chǔ)能二次電池的充電電量，并測(cè)量通過(guò)交流-直流變換器從儲(chǔ)能二次電池向負(fù)載提供的放電電量；以及處理裝置，其由電表測(cè)量的充電電量和放電電量以及電量的各個(gè)單價(jià)計(jì)算電費(fèi)之差，然后根據(jù)所述電費(fèi)之差，或者根據(jù)所述電費(fèi)之差和在使用儲(chǔ)能二次電池前后的最低電費(fèi)之間的差，計(jì)算使用儲(chǔ)能二次電池的費(fèi)用。
2．一種儲(chǔ)能二次電池的使用系統(tǒng)，其中通過(guò)交流-直流變換器在夜間存儲(chǔ)電能，在白天使用電能；所述使用系統(tǒng)包括電表，用于測(cè)量從發(fā)電設(shè)備通過(guò)該交流-直流變換器充向儲(chǔ)能二次電池的充電電量，并測(cè)量通過(guò)交流-直流變換器從儲(chǔ)能二次電池向負(fù)載提供的放電電量；以及處理裝置，其根據(jù)由電表測(cè)量的充電電量和放電電量以及電量的各個(gè)單價(jià)計(jì)算的收支差額，或者根據(jù)電量、收支差額和在使用儲(chǔ)能二次電池前后的最低電費(fèi)之差，計(jì)算使用儲(chǔ)能二次電池的費(fèi)用。
3．一種儲(chǔ)能二次電池的應(yīng)用，其中通過(guò)交流-直流變換器在夜間存儲(chǔ)電能，在白天使用電能；其中測(cè)量從發(fā)電設(shè)備通過(guò)交流-直流變換器充向儲(chǔ)能二次電池的充電電量；測(cè)量從儲(chǔ)能二次電池向負(fù)載提供的放電電量；由測(cè)量的充電電量和放電電量以及電量的各個(gè)單價(jià)計(jì)算電費(fèi)之差；并根據(jù)電費(fèi)之差，或者根據(jù)電費(fèi)之差和在使用儲(chǔ)能二次電池前后的最低電費(fèi)之差，計(jì)算使用儲(chǔ)能二次電池的費(fèi)用。
4．一種儲(chǔ)能二次電池的應(yīng)用，其中通過(guò)交流-直流變換器在夜間存儲(chǔ)電能，在白天使用電能；其中測(cè)量從發(fā)電設(shè)備通過(guò)交流-直流變換器充向儲(chǔ)能二次電池的充電電量；測(cè)量從儲(chǔ)能二次電池向負(fù)載提供的放電電量；并根據(jù)由充電電量和放電電量以及電量的各個(gè)單價(jià)計(jì)算的收支差額，或者根據(jù)收支差額和在使用儲(chǔ)能二次電池前后的最低電費(fèi)之間的差，計(jì)算使用儲(chǔ)能二次電池的費(fèi)用。
5．如權(quán)利要求3或4所述的儲(chǔ)能二次電池的應(yīng)用，其中計(jì)算使用儲(chǔ)能二次電池的費(fèi)用時(shí)包括使用交流-直流變換器的費(fèi)用。
6．如權(quán)利要求3到5中任何一個(gè)所述的儲(chǔ)能二次電池的應(yīng)用，其中放電電量由一個(gè)儲(chǔ)能二次電池向多個(gè)負(fù)載提供，并且計(jì)算對(duì)于每個(gè)負(fù)載的放電電費(fèi)。
7．如權(quán)利要求3到5中任何一個(gè)所述的儲(chǔ)能二次電池的應(yīng)用，其中通過(guò)為儲(chǔ)能二次電池配備的一個(gè)交流-直流變換器向多個(gè)負(fù)載提供放電電量，并計(jì)算對(duì)于每個(gè)負(fù)載的放電電費(fèi)。
8．如權(quán)利要求3到5中任何一個(gè)所述的儲(chǔ)能二次電池的應(yīng)用，其中通過(guò)一個(gè)控制裝置控制為一個(gè)儲(chǔ)能二次電池提供的多個(gè)交流-直流變換器，并用一個(gè)電表測(cè)量通過(guò)每個(gè)交流-直流變換器的放電能量。
9．如權(quán)利要求3到5中任何一個(gè)所述的儲(chǔ)能二次電池的應(yīng)用，其中從一個(gè)儲(chǔ)能二次電池向多個(gè)電能用戶(hù)的多個(gè)負(fù)載提供放電電量，并計(jì)算每個(gè)電能用戶(hù)的放電電費(fèi)。
10．如權(quán)利要求3到5中任何一個(gè)所述的儲(chǔ)能二次電池的應(yīng)用，其中通過(guò)對(duì)儲(chǔ)能二次電池配備的一個(gè)交流-直流變換器向多個(gè)電能用戶(hù)的負(fù)載提供放電電量，并計(jì)算每個(gè)電能用戶(hù)的放電電費(fèi)。
11．一種儲(chǔ)能二次電池的應(yīng)用，其中通過(guò)交流-直流變換器在夜間存儲(chǔ)電能，在白天使用電能；其中通過(guò)為一個(gè)儲(chǔ)能二次電池提供的交流-直流變換器把放電能量提供給多個(gè)電能用戶(hù)的負(fù)載。
12．如權(quán)利要求11所述的儲(chǔ)能二次電池的應(yīng)用，其中對(duì)儲(chǔ)能二次電池提供一個(gè)交流-直流變換器。
13．如權(quán)利要求11所述的儲(chǔ)能二次電池的應(yīng)用，其中對(duì)儲(chǔ)能二次電池提供多個(gè)交流-直流變換器。
14．如權(quán)利要求11到13中任何一個(gè)所述的儲(chǔ)能二次電池的應(yīng)用，其中測(cè)量被提供給多個(gè)電能用戶(hù)的負(fù)載的放電電量，然后根據(jù)對(duì)每個(gè)電能用戶(hù)的放電量，或者根據(jù)由放電量和電能的單價(jià)計(jì)算的放電電費(fèi)，或者根據(jù)放電電費(fèi)和在使用儲(chǔ)能二次電池前后最低電費(fèi)之間的差，計(jì)算每個(gè)電能用戶(hù)的儲(chǔ)能二次電池和/或交流-直流變換器的使用價(jià)格份額。
15．如權(quán)利要求3到14任何一個(gè)所述的儲(chǔ)能二次電池的應(yīng)用，其中，對(duì)儲(chǔ)能二次電池用戶(hù)的需求事務(wù)處理根據(jù)計(jì)算出的使用儲(chǔ)能二次電池的價(jià)格進(jìn)行處理。
全文摘要
一種儲(chǔ)能二次電池的使用系統(tǒng),該系統(tǒng)有效地促進(jìn)了儲(chǔ)能二次電池的普遍應(yīng)用,并且可以產(chǎn)生負(fù)載均衡效果。本發(fā)明包括電表,用于測(cè)量從發(fā)電設(shè)備通過(guò)交流－直流變換器和向儲(chǔ)能二次電池充的電量,并測(cè)量通過(guò)交流－直流變換器和從儲(chǔ)能二次電池向負(fù)載提供的放電電量;以及處理裝置,其由電表測(cè)量的充電電量和放電電量以及電量的各個(gè)單價(jià)計(jì)算電費(fèi)之差,然后根據(jù)電費(fèi)之差,計(jì)算使用儲(chǔ)能二次電池的費(fèi)用。
文檔編號(hào)H01M10/42GK1313650SQ00131949
公開(kāi)日2001年9月19日 申請(qǐng)日期2000年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月14日
發(fā)明者三吉忠彥, 間所學(xué) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所