多端口能量儲存系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多端口能量儲存系統(tǒng)及其控制方法，系統(tǒng)包含一雙向電力轉(zhuǎn)換電路、一直流-交流逆變電路、一電能儲存裝置，其連接于該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的直流端及直流-交流逆變電路的直流端之間；一第一交流端口，其連接于該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的交流端；一第二交流端口，其連接于該直流-交流逆變電路的交流端及一交流開關(guān)，具有一第一端及一第二端，第一端連接于一市電電源或一交流電源，第二端連接于該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的交流端。該多端口能量儲存系統(tǒng)經(jīng)由該第一交流端口及第二交流端口提供各種等級的電源供應(yīng)品質(zhì)。
【專利說明】多端口能量儲存系統(tǒng)及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于一種多端口能量儲存系統(tǒng)〔energy storage system,ESS〕及其控制方法；特別是關(guān)于一種具雙端口或多端口的能量儲存系統(tǒng)及其控制或操作方法。

【背景技術(shù)】
[0002]圖1揭示常用能量儲存系統(tǒng)進行儲存電能的架構(gòu)示意圖。請參照圖1所示，常用能量儲存系統(tǒng)I主要包含一雙向電力轉(zhuǎn)換電路11及一電能儲存裝置12。該雙向電力轉(zhuǎn)換電路11具有一交流側(cè)及一直流側(cè)。該雙向電力轉(zhuǎn)換電路11的交流側(cè)經(jīng)一交流開關(guān)14連接至一市電電源10，而該雙向電力轉(zhuǎn)換電路11的直流側(cè)連接至該電能儲存裝置12。該雙向電力轉(zhuǎn)換電路11的交流側(cè)另連接一負載13。
[0003]請再參照圖1所示，在該市電電源10正常時，且在該市電電源10的離峰時段期間，可選擇將該交流開關(guān)14操作成閉合〔close〕。如此，將該市電電源10的交流電能經(jīng)該雙向電力轉(zhuǎn)換電路11轉(zhuǎn)換成直流電能，并將該直流電能輸入儲存于該電能儲存裝置12，如圖1的下虛線及箭頭方向所示。該電能儲存裝置12包含數(shù)個蓄電池或其它直流電源。當該電能儲存裝置12完成充電時，選擇將該市電電源10的電力停止輸入至該電能儲存裝置12。另外，該市電電源10的電力選擇供應(yīng)至該負載13，如圖1的上虛線及箭頭方向所示。
[0004]圖2揭示常用能量儲存系統(tǒng)在市電正常時進行釋放電能的架構(gòu)示意圖，其對應(yīng)于圖1的能量儲存系統(tǒng)。請參照圖2所示，在該市電電源10正常時，且在該市電電源10的尖峰時段期間，可選擇將該交流開關(guān)14操作成閉合，將該市電電源10的電力供應(yīng)至該負載13，如圖2的上虛線及箭頭方向所示。另外，常用能量儲存系統(tǒng)將該電能儲存裝置12進行操作釋放其儲存電能，即將該電能儲存裝置12的直流電能經(jīng)由該雙向電力轉(zhuǎn)換電路11轉(zhuǎn)換成交流電能，以便供電至該負載13，如圖2的上虛線及箭頭方向所示，以達成該負載13的一部分電力由離峰儲存電力供應(yīng)的目的。
[0005]圖3揭示常用能量儲存系統(tǒng)在市電異常時進行釋放電能的架構(gòu)示意圖，其對應(yīng)于圖2的能量儲存系統(tǒng)的釋放電能狀態(tài)。請參照圖3所示，當該市電電源10發(fā)生異?；蚬收蠒r，該交流開關(guān)14選擇操作成斷開〔open〕，即斷開該市電電源10。此時，常用能量儲存系統(tǒng)僅將該電能儲存裝置12進行操作釋放其儲存電能，將該電能儲存裝置12的直流電能經(jīng)由該雙向電力轉(zhuǎn)換電路11轉(zhuǎn)換成交流電能，并供電至該負載13，如圖2的虛線及箭頭方向所示，即完全由該電能儲存裝置12供應(yīng)該負載13所需電力。
[0006]舉例而言，另一常用能量儲存系統(tǒng),如美國專利第7911187號"Energy storagesystem"的專利,其揭示一種能量儲存系統(tǒng)包含一電池充電器〔battery charger〕及數(shù)個能量儲存裝置。該充電器連接至一直流-交流電流源〔DC-AC current source〕，該能量儲存裝置分別耦合于該電池充電器及數(shù)個次系統(tǒng)〔subsystem〕之間。每個該能量儲存裝置包含一磁電容〔magnetic capacitor,MCAP〕及一過電流保護裝置〔over current protect1ndevice, OCPD〕。該磁電容由該電池充電器進行充電，并由該磁電容供應(yīng)電力至該次系統(tǒng)，且該次系統(tǒng)連接于該磁電容。該過電流保護裝置偵側(cè)自該磁電容流至該次系統(tǒng)的一電流，以避免發(fā)生過電流。
[0007]另一常用能量儲存系統(tǒng)，如美國專利公開第20100327806號"Monitoringcellsin energy storage system"的專利申請案,其揭示一種能量儲存系統(tǒng)包含一電池監(jiān)測系統(tǒng)，且該能量儲存系統(tǒng)由數(shù)個電池單元串聯(lián)組成。該電池監(jiān)測系統(tǒng)包含數(shù)個監(jiān)視器，其串聯(lián)形成一串鏈，其至少包含一第一監(jiān)視器及一第二監(jiān)視器。該第一監(jiān)視器用以監(jiān)測該能量儲存系統(tǒng)的至少一第一電池單元，以產(chǎn)生第一監(jiān)測資料。該第二監(jiān)視器用以監(jiān)測在該能量儲存系統(tǒng)的至少一第二電池單元，以產(chǎn)生第二監(jiān)測資料。該第一監(jiān)測器用以將該第一監(jiān)測資料轉(zhuǎn)移至該第二監(jiān)測器，以便傳輸至一控制器。
[0008]另一常用能量儲存系統(tǒng)，如美國專利公開第20110296218號"Batterymanagement system, method of controlling the same, and energy storage systemincluding the battery management system"的專利申請案,其揭示一種能量儲存系統(tǒng)包含一電池管理系統(tǒng)〔BMS〕，其以節(jié)能方式供電，以降低電費。
[0009]然而，常用能量儲存系統(tǒng)僅提供具單一交流端口的功能，其并未提供具雙交流端口或多重交流端口的功能，如此常用能量儲存系統(tǒng)在使用上受到限制而缺乏彈性使用。因此，常用能量儲存系統(tǒng)必然存在進一步改良其整體構(gòu)造及操作控制方法的需求。前述專利僅為本發(fā)明技術(shù)背景的參考及說明目前技術(shù)發(fā)展狀態(tài)而已，其并非用以限制本發(fā)明的范圍。
[0010]有鑒于此，本發(fā)明為了滿足上述技術(shù)問題及需求，其提供一種多端口能量儲存系統(tǒng)及其控制方法，其于一能量儲存系統(tǒng)設(shè)置一第一交流端口及一第二交流端口，以便將該能量儲存系統(tǒng)的儲存能量經(jīng)由該第一交流端口及第二交流端口形成多交流端口，該第一交流端口的電源供電品質(zhì)〔例如:電壓、頻率等〕仰賴于市電，而該第二交流端口的電源供電品質(zhì)狀況則不受市電影響，如此該多端口能量儲存系統(tǒng)經(jīng)由該第一交流端口及第二交流端口提供不同等級的電源供應(yīng)品質(zhì)。本發(fā)明具有可提升常用能量儲存系統(tǒng)的彈性供應(yīng)各種電力品質(zhì)的優(yōu)點。另外，本發(fā)明的能量儲存系統(tǒng)提供雙交流端口或多重交流端口，以避免配置多個常用能量儲存系統(tǒng)，因而具有簡化整體構(gòu)造的優(yōu)點。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明較佳實施例的主要目的是提供一種多端口能量儲存系統(tǒng)及其控制方法，其于一能量儲存系統(tǒng)設(shè)置一第一交流端口及一第二交流端口，并利用一雙向電力轉(zhuǎn)換電路及一直流-交流逆變電路，將一電能儲存裝置的儲存能量經(jīng)由該第一交流端口及第二交流端口形成雙交流端口，如此經(jīng)由該第一交流端口提供市電等級的供電品質(zhì)，經(jīng)由該第二交流端口提供潔凈而穩(wěn)定的電源品質(zhì)或與市電不同電壓、頻率或波形的電源，以達成彈性供應(yīng)各種電力品質(zhì)及簡化整體構(gòu)造的目的。
[0012]為了達成上述目的，本發(fā)明較佳實施例的多端口能量儲存系統(tǒng)包含:
[0013]一雙向電力轉(zhuǎn)換電路，其具有一交流端及一直流端；
[0014]一直流-交流逆變電路，其具有一直流端及一交流端；
[0015]一電能儲存裝置，其連接于該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的直流端及直流-交流逆變電路的直流端之間；
[0016]—第一交流端口，其連接于該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的交流端；
[0017]一第二交流端口，其連接于該直流-交流逆變電路的交流端；及
[0018]一交流開關(guān)，其具有一第一端及一第二端，該第一端連接于一市電電源或一交流電源，該第二端連接于該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的交流端；
[0019]其中當該市電電源或交流電源正常時，將該交流開關(guān)操作成閉合狀態(tài)，使該市電電源或交流電源直接供應(yīng)一交流電能至該第一交流端口，使該市電電源或交流電源直接供應(yīng)該交流電能至該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的交流端，且該雙向電力轉(zhuǎn)換電路將該市電電源或交流電源的交流電能轉(zhuǎn)換成直流電能對該電能儲存裝置進行充電，且再經(jīng)由該直流-交流逆變電路將該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第二交流端口 ；
[0020]或，當該市電電源或交流電源正常時，將該交流開關(guān)操作成閉合狀態(tài)，使該市電電源或交流電源直接供應(yīng)該交流電能至該第一交流端口，該雙向電力轉(zhuǎn)換電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能注入至該市電電源或交流電源，且該直流-交流逆變電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第二交流端口 ；
[0021]或，在該市電電源或交流電源異?；虬l(fā)生故障后，將該交流開關(guān)操作成斷開狀態(tài)，經(jīng)由該雙向電力轉(zhuǎn)換電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第一交流端口，且經(jīng)由該直流-交流逆變電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第二交流端口。
[0022]本發(fā)明較佳實施例的該電能儲存裝置經(jīng)由另一直流-交流逆變電路連接另一交流端口，以擴充該多端口能量儲存系統(tǒng)的使用性。
[0023]本發(fā)明較佳實施例的該第一交流端口提供市電等級的供電品質(zhì)，該第二交流端口提供潔凈而穩(wěn)定的電源品質(zhì)或與市電不同電壓、頻率或波形的電源。
[0024]本發(fā)明較佳實施例的該第一交流端口連接一第一負載。
[0025]本發(fā)明較佳實施例的該第二交流端口連接一第二負載。
[0026]為了達成上述目的，本發(fā)明另一較佳實施例的多端口能量儲存系統(tǒng)包含:
[0027]一雙向電力轉(zhuǎn)換電路，其具有一交流端及一直流端；
[0028]一第一直流-交流逆變電路，其具有一直流端及一交流端；
[0029]一第二直流-交流逆變電路，其具有一直流端及一交流端；
[0030]一電能儲存裝置，其連接于該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的直流端及第一直流-交流逆變電路的直流端之間，且該電能儲存裝置連接于該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的直流端及第二直流-交流逆變電路的直流端之間；
[0031]一第一交流端口，其連接于該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的交流端；
[0032]一第二交流端口，其連接于該第一直流-交流逆變電路的交流端；
[0033]一第三交流端口，其連接于該第二直流-交流逆變電路的交流端；及
[0034]一交流開關(guān)，其具有一第一端及一第二端，該第一端連接于一市電電源或一交流電源，該第二端連接于該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的交流端；
[0035]其中當該市電電源或交流電源正常時，將該交流開關(guān)操作成閉合狀態(tài)，使該市電電源或交流電源直接供應(yīng)一交流電能至該第一交流端口，使該市電電源或交流電源直接供應(yīng)該交流電能至該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的交流端，且該雙向電力轉(zhuǎn)換電路將該市電電源或交流電源的交流電能轉(zhuǎn)換成直流電能對該電能儲存裝置進行充電，且再經(jīng)由該第一直流-交流逆變電路將該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第二交流端口，或再經(jīng)由該第二直流-交流逆變電路將該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第三交流端口；
[0036]或，當該市電電源或交流電源正常時，將該交流開關(guān)操作成閉合狀態(tài)，使該市電電源或交流電源直接供應(yīng)該交流電能至該第一交流端口，該雙向電力轉(zhuǎn)換電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能注入至該市電電源或交流電源，且該第一直流-交流逆變電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第二交流端口，或該第二直流-交流逆變電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第三交流端口；
[0037]或，在該市電電源或交流電源異?；虬l(fā)生故障后，將該交流開關(guān)操作成斷開狀態(tài)，經(jīng)由該雙向電力轉(zhuǎn)換電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第一交流端口，且經(jīng)由該第一直流-交流逆變電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第二交流端口，或經(jīng)由該第二直流-交流逆變電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第三交流端口。
[0038]本發(fā)明較佳實施例的該電能儲存裝置經(jīng)由另一直流-交流逆變電路連接另一交流端口，以擴充該多端口能量儲存系統(tǒng)的使用性。
[0039]本發(fā)明較佳實施例的該第一交流端口提供市電等級的供電品質(zhì)，該第二交流端口及第三交流端口提供潔凈而穩(wěn)定的電源品質(zhì)或與市電不同電壓、頻率或波形的電源。
[0040]本發(fā)明較佳實施例的該第一交流端口連接一第一負載。
[0041 ] 本發(fā)明較佳實施例的該第二交流端口連接一第二負載。
[0042]本發(fā)明較佳實施例的該第三交流端口連接一第三負載。
[0043]為了達成上述目的，本發(fā)明較佳實施例的多端口能量儲存系統(tǒng)的控制方法包含:
[0044]將一能量儲存系統(tǒng)連接一市電電源或一交流電源，該能量儲存系統(tǒng)包含一雙向電力轉(zhuǎn)換電路、一直流-交流逆變電路、一電能儲存裝置、一第一交流端口、一第二交流端口及一交流開關(guān)；
[0045]當該市電電源或交流電源正常時，將該交流開關(guān)操作成閉合狀態(tài)，使該市電電源或交流電源直接供應(yīng)一交流電能至該第一交流端口，使該市電電源或交流電源直接供應(yīng)該交流電能至該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的一交流端，且該雙向電力轉(zhuǎn)換電路將該市電電源或交流電源的交流電能轉(zhuǎn)換成直流電能對該電能儲存裝置進行充電，且再經(jīng)由該直流-交流逆變電路將該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第二交流端口 ；
[0046]或，當該市電電源或交流電源正常時，將該交流開關(guān)操作成閉合狀態(tài)，使該市電電源或交流電源直接供應(yīng)該交流電能至該第一交流端口，該雙向電力轉(zhuǎn)換電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能注入至該市電電源或交流電源，且該直流-交流逆變電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第二交流端口 ；
[0047]或，在該市電電源或交流電源發(fā)生故障后，將該交流開關(guān)操作成斷開狀態(tài)，經(jīng)由該雙向電力轉(zhuǎn)換電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第一交流端口，且經(jīng)由該直流-交流逆變電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第二交流端口。
[0048]本發(fā)明較佳實施例的該第一交流端口提供市電等級的供電品質(zhì)，該第二交流端口提供潔凈而穩(wěn)定的電源品質(zhì)或與市電不同電壓、頻率或波形的電源。
[0049]本發(fā)明較佳實施例的該第一交流端口連接一第一負載。
[0050]本發(fā)明較佳實施例的該第二交流端口連接一第二負載。
[0051]本發(fā)明較佳實施例將該交流開關(guān)設(shè)置于該市電電源或交流電源及該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的交流端之間。
[0052]本發(fā)明較佳實施例另包含一直流-交流逆變電路，其連接至一第三交流端口。
[0053]本發(fā)明較佳實施例的該第三交流端口提供潔凈而穩(wěn)定的電源品質(zhì)或與市電不同電壓、頻率或波形的電源。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0054]圖1是常用能量儲存系統(tǒng)進行儲存電能的架構(gòu)示意圖。
[0055]圖2是常用能量儲存系統(tǒng)在市電正常時進行釋放電能的架構(gòu)示意圖。
[0056]圖3是常用能量儲存系統(tǒng)在市電異常時進行釋放電能的架構(gòu)示意圖。
[0057]圖4A是本發(fā)明第一較佳實施例的多端口能量儲存系統(tǒng)及其控制方法在市電正常時進行儲存電能的架構(gòu)方塊示意圖。
[0058]圖4B是本發(fā)明第一較佳實施例的多端口能量儲存系統(tǒng)及其控制方法在市電正常時進行釋放電能的架構(gòu)方塊示意圖。
[0059]圖5是本發(fā)明第一較佳實施例的多端口能量儲存系統(tǒng)及其控制方法在市電異常時進行釋放電能的架構(gòu)方塊示意圖。
[0060]圖6A是本發(fā)明第二較佳實施例的多端口能量儲存系統(tǒng)及其控制方法在市電正常時進行儲存電能的架構(gòu)方塊示意圖。
[0061]圖6B是本發(fā)明第二較佳實施例的多端口能量儲存系統(tǒng)及其控制方法在市電正常時進行釋放電能的架構(gòu)方塊示意圖。
[0062]圖7是本發(fā)明第二較佳實施例的多端口能量儲存系統(tǒng)及其控制方法在市電異常時進行釋放電能的架構(gòu)方塊示意圖。

【具體實施方式】
[0063]為了充分了解本發(fā)明，于下文將舉例較佳實施例并配合附圖作詳細說明，且其并非用以限定本發(fā)明。
[0064]本發(fā)明較佳實施例的多端口能量儲存系統(tǒng)及其控制方法適用于各種具雙端口、具三端口或具多端口的能量儲存系統(tǒng)，例如:住家型能量儲存系統(tǒng)〔residential ESS〕、社區(qū)型能量儲存系統(tǒng)〔community ESS)或商用型能量儲存系統(tǒng)〔commerical ESS〕，但其并非用以限定本發(fā)明的應(yīng)用范圍。
[0065]圖4A揭示本發(fā)明第一較佳實施例的多端口能量儲存系統(tǒng)及其控制方法在市電正常時進行儲存電能的架構(gòu)方塊示意圖。請參照圖4A所示，本發(fā)明第一較佳實施例的多端口能量儲存系統(tǒng)2連接至一市電電源20〔或交流電源〕，以便將該市電電源20的能量輸入儲存于該多端口能量儲存系統(tǒng)2，或?qū)⒃摱喽丝谀芰績Υ嫦到y(tǒng)2的儲存能量輸出至該市電電源20。另外，該多端口能量儲存系統(tǒng)2連接至一第一負載3及一第二負載3’。本發(fā)明第一較佳實施例采用交流電源包含各種新能源〔renewable energy〕，例如:太陽能〔solarpower〕、風能〔wind power〕、燃料電池〔fuel cell)或其它再生能源等。
[0066]請再參照圖4A所示，該多端口能量儲存系統(tǒng)2為一具雙交流端口的能量儲存系統(tǒng)，其包含一雙向電力轉(zhuǎn)換電路〔或交流-直流雙向電力轉(zhuǎn)換器〕21、一直流-交流逆變電路〔或直流-交流逆變器〕22、一電能儲存裝置23、一第一交流端口 24、一第二交流端口 25及一交流開關(guān)27。該雙向電力轉(zhuǎn)換電路21具有一交流端〔左側(cè)〕及一直流端〔右側(cè)〕，而該直流-交流逆變電路22具有一直流端〔左側(cè)〕及一交流端〔右側(cè)〕。該電能儲存裝置23連接于該雙向電力轉(zhuǎn)換電路21的直流端及直流-交流逆變電路22的直流端之間。
[0067]請再參照圖4A所示，該電能儲存裝置23的來源包含各種新能源電力，如太陽能、風能、燃料電池或其它再生能源等。該交流開關(guān)27可選自各種機械式元件〔mechanicaldevice〕，如繼電器〔relay〕或電磁接觸器〔magnetic contactor〕，或可選自各種固態(tài)元件〔solid-state device〕，如逆向并接〔ant1-parallel〕的閘流體〔thyristor〕或隔離閘電晶體〔insulated gate bipolar transistor, IGBT〕。
[0068]請再參照圖4A所示，該第一交流端口 24連接于該雙向電力轉(zhuǎn)換電路21的交流端及該交流開關(guān)27之間，且該第一交流端口 24另連接至該第一負載3，以便經(jīng)由該第一交流端口 24供應(yīng)電力至該第一負載3。相對的，該第二交流端口 25連接于該直流-交流逆變電路22的交流端，且該第二交流端口 25另連接至該第二負載3’，以便經(jīng)由該第二交流端口25供應(yīng)電力至該第二負載3’。該多端口能量儲存系統(tǒng)2經(jīng)由該第一交流端口 24及第二交流端口 25提供各種等級的電源供應(yīng)品質(zhì)。
[0069]請再參照圖4A所示，該交流開關(guān)27具有一第一端及一第二端。該交流開關(guān)27的第一端連接于該市電電源20，且該交流開關(guān)27的第二端連接于該雙向電力轉(zhuǎn)換電路21的交流端，以便在該市電電源20與該多端口能量儲存系統(tǒng)2之間進行操作閉合或斷開。
[0070]請再參照圖4A所示，該多端口能量儲存系統(tǒng)2的第一種操作狀態(tài)為:當該市電電源20正常時，且在該市電電源20的離峰時段期間，將該交流開關(guān)27操作成閉合狀態(tài)，使該市電電源20直接供應(yīng)一交流電能至該第一交流端口 24及第一負載3，如圖4A的下虛線及箭頭方向所示。該多端口能量儲存系統(tǒng)2經(jīng)由該第一交流端口 24提供的供電品質(zhì)〔例如:電壓、頻率或波形等〕仰賴于該市電電源20的品質(zhì)，即供應(yīng)至該第一負載3的電源品質(zhì)為市電等級。將該交流開關(guān)27操作成閉合狀態(tài)另使該市電電源20直接供應(yīng)該交流電能至該雙向電力轉(zhuǎn)換電路21的交流端，且該雙向電力轉(zhuǎn)換電路21將該市電電源20的交流電能轉(zhuǎn)換成直流電能對該電能儲存裝置23進行充電，如圖4A的左上虛線及箭頭方向所示。另外，該雙向電力轉(zhuǎn)換電路21將該市電電源20的交流電能轉(zhuǎn)換成直流電能，且再經(jīng)由該直流-交流逆變電路22將該雙向電力轉(zhuǎn)換電路21的輸出直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第二交流端口 25及第二負載3’，如圖4A的右上虛線及箭頭方向所示。該多端口能量儲存系統(tǒng)2經(jīng)由該第二交流端口 25提供的供電品質(zhì)不受該市電電源20影響，即供應(yīng)至該第二負載3’的電源品質(zhì)為潔凈而穩(wěn)定的電源，或供應(yīng)與市電不同電壓、頻率或波形的電源。
[0071]圖4B揭示本發(fā)明第一較佳實施例的多端口能量儲存系統(tǒng)及其控制方法在市電正常時進行釋放電能的架構(gòu)方塊示意圖，其對應(yīng)于圖4A的多端口能量儲存系統(tǒng)2。請參照圖4B所示，該多端口能量儲存系統(tǒng)2的第二種操作狀態(tài)為:當該市電電源20正常時，且在該市電電源20的尖峰時段期間，將該交流開關(guān)27操作成閉合狀態(tài)，使該市電電源20直接供應(yīng)該交流電能至該第一交流端口 24及第一負載3，如圖4B的下虛線及箭頭方向所示。另夕卜，該雙向電力轉(zhuǎn)換電路21將該電能儲存裝置23的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能注入至該市電電源20，如圖4B的左上虛線及箭頭方向所示。另外，該直流-交流逆變電路22將該電能儲存裝置23的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第二交流端口 25及第二負載3’，如圖4B的右上虛線及箭頭方向所示。
[0072]圖5揭示本發(fā)明第一較佳實施例的多端口能量儲存系統(tǒng)及其控制方法在市電異常時進行釋放電能的架構(gòu)方塊示意圖，其對應(yīng)于圖4A及圖4B的多端口能量儲存系統(tǒng)2。請參照圖5所示，該多端口能量儲存系統(tǒng)2的第三種操作狀態(tài)為:在該市電電源20異常或發(fā)生故障后，將該交流開關(guān)27操作成斷開狀態(tài)，經(jīng)由該雙向電力轉(zhuǎn)換電路21將該電能儲存裝置23的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第一交流端口 24及第一負載3，如圖5的左虛線及箭頭方向所示。另外，經(jīng)由該直流-交流逆變電路22將該電能儲存裝置23的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第二交流端口 25及第二負載3’，如圖5的右虛線及箭頭方向所
/Jn ο
[0073]圖6A揭示本發(fā)明第二較佳實施例的多端口能量儲存系統(tǒng)及其控制方法在市電正常時進行儲存電能的架構(gòu)方塊示意圖，其對應(yīng)于圖4A的多端口能量儲存系統(tǒng)2的操作狀態(tài)。請參照圖6A所示，相對于第一實施例的具雙交流端口的能量儲存系統(tǒng)，第二較佳實施例的多端口能量儲存系統(tǒng)2’為一具三交流端口的能量儲存系統(tǒng)，其包含一雙向電力轉(zhuǎn)換電路21、一第一直流-交流逆變電路22’、一第二直流-交流逆變電路22”、一電能儲存裝置23、一第一交流端口 24、一第二交流端口 25、一第三交流端口 26及一交流開關(guān)27。
[0074]請再參照圖6A所示，該多端口能量儲存系統(tǒng)2’的第一種操作狀態(tài)為:當該市電電源20正常時，將該交流開關(guān)27操作成閉合狀態(tài)，使該市電電源20直接供應(yīng)一交流電能至該第一交流端口 24及第一負載3，如圖6A的下虛線及箭頭方向所示。將該交流開關(guān)27操作成閉合狀態(tài)，使該市電電源20直接供應(yīng)該交流電能至該雙向電力轉(zhuǎn)換電路21的交流端，且該雙向電力轉(zhuǎn)換電路21將該市電電源20的交流電能轉(zhuǎn)換成直流電能對該電能儲存裝置23進行充電，如圖6A的左上虛線及箭頭方向所示。另外，該雙向電力轉(zhuǎn)換電路21將該市電電源20的交流電能轉(zhuǎn)換成直流電能，且再經(jīng)由該第一直流-交流逆變電路22’將該雙向電力轉(zhuǎn)換電路21的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第二交流端口 25及第二負載3’，及/或再經(jīng)由該第二直流-交流逆變電路22”將該雙向電力轉(zhuǎn)換電路21的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第三交流端口 26及第三負載3”，如圖6A的右上虛線及箭頭方向所示。
[0075]圖6B揭示本發(fā)明第二較佳實施例的多端口能量儲存系統(tǒng)及其控制方法在市電正常時進行釋放電能的架構(gòu)方塊示意圖，其對應(yīng)于圖4B的多端口能量儲存系統(tǒng)2的操作狀態(tài)。請參照圖6B所示，該多端口能量儲存系統(tǒng)2’的第二種操作狀態(tài)為:當該市電電源20正常時，將該交流開關(guān)27操作成閉合狀態(tài)，使該市電電源20直接供應(yīng)該交流電能至該第一交流端口 24及第一負載3，如圖6B的下虛線及箭頭方向所示。另外，該雙向電力轉(zhuǎn)換電路21將該電能儲存裝置23的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能注入至該市電電源20，如圖6B的左上虛線及箭頭方向所示。另外，該第一直流-交流逆變電路22’將該電能儲存裝置23的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第二交流端口 25及第二負載3’，及/或該第二直流-交流逆變電路22”將該電能儲存裝置23的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第三交流端口 26及第三負載3 ”，如圖6B的右上虛線及箭頭方向所示。
[0076]圖7揭示本發(fā)明第二較佳實施例的多端口能量儲存系統(tǒng)及其控制方法在市電異常時進行釋放電能的架構(gòu)方塊示意圖，其對應(yīng)于圖5的多端口能量儲存系統(tǒng)2的操作狀態(tài)。請參照圖7所示，該多端口能量儲存系統(tǒng)2’的第三種操作狀態(tài)為:在該市電電源20異?；虬l(fā)生故障后，將該交流開關(guān)27操作成斷開狀態(tài)，經(jīng)由該雙向電力轉(zhuǎn)換電路21將該電能儲存裝置23的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第一交流端口 24及第一負載3，如圖7的左虛線及箭頭方向所示。另外，經(jīng)由該第一直流-交流逆變電路22’將該電能儲存裝置23的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第二交流端口 25及第二負載3’，及/或經(jīng)由該第二直流-交流逆變電路22”將該電能儲存裝置23的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第三交流端口 26及第三負載3”，如圖7的右虛線及箭頭方向所示。
[0077]前述較佳實施例僅舉例說明本發(fā)明及其技術(shù)特征，該實施例的技術(shù)仍可適當進行各種實質(zhì)等效修飾及/或替換方式予以實施；因此，本發(fā)明的權(quán)利范圍須視后附權(quán)利要求范圍所界定的范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.多端口能量儲存系統(tǒng)，其特征在于，包含: 一雙向電力轉(zhuǎn)換電路，其具有一交流端及一直流端； 一直流-交流逆變電路，其具有一直流端及一交流端； 一電能儲存裝置，其連接于該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的直流端及直流-交流逆變電路的直流端之間； 一第一交流端口，其連接于該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的交流端； 一第二交流端口，其連接于該直流-交流逆變電路的交流端 '及一交流開關(guān)，其具有一第一端及一第二端，該第一端連接于一市電電源或一交流電源，該第二端連接于該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的交流端； 其中當該市電電源或交流電源正常時，將該交流開關(guān)操作成閉合狀態(tài)，使該市電電源或交流電源直接供應(yīng)一交流電能至該第一交流端口，使該市電電源或交流電源直接供應(yīng)該交流電能至該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的交流端，且該雙向電力轉(zhuǎn)換電路將該市電電源或交流電源的交流電能轉(zhuǎn)換成直流電能對該電能儲存裝置進行充電，且再經(jīng)由該直流-交流逆變電路將該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第二交流端口； 或，當該市電電源或交流電源正常時，將該交流開關(guān)操作成閉合狀態(tài)，使該市電電源或交流電源直接供應(yīng)該交流電能至該第一交流端口，該雙向電力轉(zhuǎn)換電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能注入至該市電電源或交流電源，且該直流-交流逆變電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第二交流端口； 或，在該市電電源或交流電源異常或發(fā)生故障后，將該交流開關(guān)操作成斷開狀態(tài)，經(jīng)由該雙向電力轉(zhuǎn)換電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第一交流端口，且經(jīng)由該直流-交流逆變電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第二交流端口。
2.依權(quán)利要求1所述的多端口能量儲存系統(tǒng)，其特征在于，所述電能儲存裝置經(jīng)由另一直流-交流逆變電路連接另一交流端口。
3.依權(quán)利要求1所述的多端口能量儲存系統(tǒng)，其特征在于，所述第一交流端口提供市電等級的供電品質(zhì)，所述第二交流端口提供潔凈而穩(wěn)定的電源品質(zhì)或與市電不同電壓、頻率或波形的電源。
4.依權(quán)利要求1所述的多端口能量儲存系統(tǒng)，其特征在于，所述第一交流端口連接一第一負載，而所述第二交流端口連接一第二負載。
5.依權(quán)利要求1所述的多端口能量儲存系統(tǒng)，其特征在于，所述交流電源或電能儲存裝置的來源包含太陽能、風力或燃料電池。
6.依權(quán)利要求1所述的多端口能量儲存系統(tǒng)，其特征在于，所述交流開關(guān)選自一機械式兀件或一固態(tài)兀件，該機械式兀件包含一繼電器或一電磁接觸器，該固態(tài)兀件包含一逆向并接的閘流體或一隔離閘電晶體。
7.一種多端口能量儲存系統(tǒng)，其特征在于，包含: 一雙向電力轉(zhuǎn)換電路，其具有一交流端及一直流端； 一第一直流-交流逆變電路，其具有一直流端及一交流端； 一第二直流-交流逆變電路，其具有一直流端及一交流端； 一電能儲存裝置，其連接于該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的直流端及第一直流-交流逆變電路的直流端之間，且該電能儲存裝置連接于該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的直流端及第二直流-交流逆變電路的直流端之間； 一第一交流端口，其連接于該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的交流端； 一第二交流端口，其連接于該第一直流-交流逆變電路的交流端； 一第三交流端口，其連接于該第二直流-交流逆變電路的交流端；及 一交流開關(guān)，其具有一第一端及一第二端，該第一端連接于一市電電源或一交流電源，該第二端連接于該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的交流端； 其中當該市電電源或交流電源正常時，將該交流開關(guān)操作成閉合狀態(tài)，使該市電電源或交流電源直接供應(yīng)一交流電能至該第一交流端口，使該市電電源或交流電源直接供應(yīng)該交流電能至該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的交流端，且該雙向電力轉(zhuǎn)換電路將該市電電源或交流電源的交流電能轉(zhuǎn)換成直流電能對該電能儲存裝置進行充電，且再經(jīng)由該第一直流-交流逆變電路將該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第二交流端口，或再經(jīng)由該第二直流-交流逆變電路將該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第三交流端口； 或，當該市電電源或交流電源正常時，將該交流開關(guān)操作成閉合狀態(tài)，使該市電電源或交流電源直接供應(yīng)該交流電能至該第一交流端口，該雙向電力轉(zhuǎn)換電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能注入至該市電電源或交流電源，且該第一直流-交流逆變電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第二交流端口，或該第二直流-交流逆變電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第三交流端口； 或，在該市電電源或交流電源異?；虬l(fā)生故障后，將該交流開關(guān)操作成斷開狀態(tài)，經(jīng)由該雙向電力轉(zhuǎn)換電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第一交流端口，且經(jīng)由該第一直流-交流逆變電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第二交流端口，或經(jīng)由該第二直流-交流逆變電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第三交流端口。
8.依權(quán)利要求7所述的多端口能量儲存系統(tǒng)，其特征在于，所述電能儲存裝置經(jīng)由另一直流-交流逆變電路連接另一交流端口。
9.依權(quán)利要求7所述的多端口能量儲存系統(tǒng)，其特征在于，所述第一交流端口提供市電等級的供電品質(zhì)，所述第二交流端口或第三交流端口提供潔凈而穩(wěn)定的電源品質(zhì)或與市電不同電壓、頻率或波形的電源。
10.依權(quán)利要求7所述的多端口能量儲存系統(tǒng)，其特征在于，所述第一交流端口連接一第一負載，所述第二交流端口連接一第二負載，而該第三交流端口連接一第三負載。
11.一種多端口能量儲存系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包含: 將一能量儲存系統(tǒng)連接一市電電源或一交流電源，該能量儲存系統(tǒng)包含一雙向電力轉(zhuǎn)換電路、一直流-交流逆變電路、一電能儲存裝置、一第一交流端口、一第二交流端口及一交流開關(guān)； 當該市電電源或交流電源正常時，將該交流開關(guān)操作成閉合狀態(tài)，使該市電電源或交流電源直接供應(yīng)一交流電能至該第一交流端口，使該市電電源或交流電源直接供應(yīng)該交流電能至該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的一交流端，且該雙向電力轉(zhuǎn)換電路將該市電電源或交流電源的交流電能轉(zhuǎn)換成直流電能對該電能儲存裝置進行充電，且再經(jīng)由該直流-交流逆變電路將該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第二交流端口； 或，當該市電電源或交流電源正常時，將該交流開關(guān)操作成閉合狀態(tài)，使該市電電源或交流電源直接供應(yīng)該交流電能至該第一交流端口，該雙向電力轉(zhuǎn)換電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能注入至該市電電源或交流電源，且該直流-交流逆變電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第二交流端口； 或，在該市電電源或交流電源發(fā)生故障后，將該交流開關(guān)操作成斷開狀態(tài)，經(jīng)由該雙向電力轉(zhuǎn)換電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第一交流端口，且經(jīng)由該直流-交流逆變電路將該電能儲存裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能供電至該第二交流端口。
12.依權(quán)利要求11所述的多端口能量儲存系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述第一交流端口提供市電等級的供電品質(zhì)，所述第二交流端口提供潔凈而穩(wěn)定的電源品質(zhì)或與市電不同電壓、頻率或波形的電源。
13.依權(quán)利要求11所述的多端口能量儲存系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述第一交流端口連接一第一負載，而所述第二交流端口連接一第二負載。
14.依權(quán)利要求11所述的多端口能量儲存系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，將所述交流開關(guān)設(shè)置于該市電電源或交流電源及該雙向電力轉(zhuǎn)換電路的交流端之間。
15.依權(quán)利要求11所述的多端口能量儲存系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述多端口能量儲存系統(tǒng)包含另一直流-交流逆變電路，其連接至一第三交流端口。
16.依權(quán)利要求15所述的多端口能量儲存系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述第三交流端口連接一第三負載。
17.依權(quán)利要求15所述的多端口能量儲存系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述第三交流端口提供潔凈而穩(wěn)定的電源品質(zhì)或與市電不同電壓、頻率或波形的電源。
18.依權(quán)利要求11所述的多端口能量儲存系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述交流電源或電能儲存裝置的來源包含太陽能、風力或燃料電池。
19.依權(quán)利要求11所述的多端口能量儲存系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述交流開關(guān)選自一機械式兀件或一固態(tài)兀件，該機械式兀件包含一繼電器或一電磁接觸器，該固態(tài)元件包含一逆向并接的閘流體或一隔離閘電晶體。
【文檔編號】H02J3/32GK104283250SQ201410067362
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月9日
【發(fā)明者】張耀仁, 李家鴻 申請人:盈正豫順電子股份有限公司