一种立体停车库及其参与电网调度的方法与流程

本发明属于立体停车库，具体涉及一种立体停车库及其参与电网调度的方法。

背景技术：

1、当前已建成的重力储能主要通过吊装重力块实现电能与重力势能之间的转换。其重力块主要由垃圾焚烧底渣、建筑垃圾、尾矿、煤灰、玻璃纤维等废弃材料构成。

2、随着可再生能源装机容量的提高，新型电力系统初步建成，其呈现出系统调节能力弱，支撑能力弱等特点。新能源消纳形式严峻，其间歇性、随机性、波动性特点使得系统调节更加困难。

3、假设有2亿辆汽车可使用立体车库，重量取油轿车空重1.3t和电轿车空重1.8t的平均值1.55t。以建设层高3.5米的5层立体车库一半高度8.75m为参数估计。在不考虑v2g的情况下，根据重力势能公式e＝mgh，立体车库可以为电力系统提供7.38gwh的重力储能容量。

4、以一辆电车70度电的情况考虑，可以为电力系统提供14gwh的电化学储能容量。

5、已公开的带储能立体车库系统，其解决的主要痛点是立体车库的能耗问题，其配套的储能系统主要用于将汽车下降时的能量收集起来，提升时再放出，其本质与配重块无异，对解决新型电力系统的问题没有实质帮助。

6、已公开的立体车库系统，没有解决新能源汽车的充电问题，立体车库充电难的问题没有得到解决。

技术实现思路

1、为解决现有技术中的不足，本发明提供一种立体停车库及其参与电网调度的方法，使得立体车库具备为新能源汽车充电的能力，以及参与电网调度的能力，增强了电网的稳定性，在收取停车费的同时可额外赚取电网服务费，提高了立体车库的经济性，同时使用一套空间解决了重力储能能量密度低和停车难的问题。

2、为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

3、第一方面，提供一种立体停车库，包括：设置有若干存车单元的建筑框架；设置在每个所述存车单元内，用于存放汽车的若干汽车托盘；所述汽车托盘上设置有为汽车充电的托盘式充电装置；设置在每个所述存车单元内，用于驱动所述汽车托盘在对应的存车单元内上下移动的起重装置；所述起重装置包括具备发用电切换功能的起重电机、双向变流装置；设置在建筑框架内，用于储能的储能装置；所述托盘式充电装置与母线可插拔电连接，具备发用电切换功能的所述起重电机通过双向变流装置与母线电连接，所述母线通过变压器与电网电连接；所述储能装置与电网电连接。

4、进一步地，在所述建筑框架的顶面和/或向阳立面设置有基于bipv技术的光伏组件，所述光伏组件与所述母线电连接；还包括第二储能系统，所述第二储能系统分别与所述光伏组件、起重装置电连接。

5、进一步地，所述汽车托盘包括：托盘；用于支撑所述托盘的底梁，所述底梁上设置有与所述母线电连接的第一电接点。

6、进一步地，所述托盘式充电装置，包括：设置在所述托盘上的无线充电模块和有线充电模块，所述有线充电模块包括有线充电枪和有线充电控制器；所述无线充电模块、有线充电枪和有线充电控制器分别与设置在所述托盘上的第二电接点电连接；当所述汽车托盘置于与所述底梁上时，所述第二电接点与所述第一电接点可插拔电连接。

7、进一步地，还包括与电网连接，并在所有存车单元均有人调度车辆时，用于响应电网指令的第二储能系统。

8、第二方面，提供一种第一方面所述的立体停车库参与电网调度的方法，包括：接收电网调度指令；按照设定的控制逻辑，响应电网调度指令。

9、进一步地，按照设定的控制逻辑，响应电网调度指令，包括：当存在无人调度车辆的存车单元时，通过无人调度车辆的存车单元的充能、释能过程响应电网调度指令；当所有的存车单元都有人调度车辆时，使用第二储能系统响应电网调度指令；当存取车辆需求与电网调度指令不一致时，使用第二储能系统响应电网调度指令；第二储能系统和v2g同时用来提供一次调频、惯量、调压和/或黑启动等电网辅助服务。

10、进一步地，当存在无人调度车辆的存车单元时，通过无人调度车辆的存车单元的充能、释能过程响应电网调度指令，包括：每个存车单元设置有n个车位，并配置n-1个汽车托盘，其中，一层不设置汽车托盘；当无车辆进出时，存车单元的充能过程为：s1、使用电动葫芦先将最底部托盘进行归位至从下向上数第一个无托盘的位置；s2、然后将托盘属性从上向下进行遍历，得到的第一个空托盘和第一个无托盘的位置，如果空托盘位置低于无托盘位置，则执行s3，如果空托盘位置高于无托盘位置则使用电动葫芦移动此空托盘至无托盘的位置处后执行s3；s3、然后从下向上遍历，找到第一个非空托盘，移动至无托盘的位置处；如此循环执行s2～s3，直到从上向下数的第一个空托盘与从下向上数的第一个非空托盘为相邻位置时停止循环，此时车库能量充满；存车单元的释能过程与充能过程相反。

11、进一步地，当电网处于高峰负荷时，且有人意图存车时，优先调取低处的空托盘，将从下向上遍历得到第一个空托盘送至存车处；相反当电网处于低谷负荷时，优先调取高处的车位，由上向下遍历得到第一个空托盘送至存车处。

12、进一步地，存车单元的soc估算方法为：当有车辆进入底部的汽车托盘时，利用托盘底部的传感器称重并将车辆重量作为此托盘的重量属性；车辆上移入库后，得到托盘的高度属性；遍历每一个托盘，经e＝mgh/(3600*1000)得到以千瓦时为单位的电能数据，即可得到本车库的剩余电量；其中，e表示重力势能折算出的电能，单位为度(千瓦时)，m表示汽车的质量，单位为千克，g表示重力加速度，在地球表面约为9.8牛/千克，h表示汽车距离最下方可移动的无托盘位置的相对垂直高度，单位为米；若以百分比显示，则为：

13、

14、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：本发明通过设置有若干存车单元的建筑框架；设置在每个存车单元内，用于存放汽车的若干汽车托盘；汽车托盘上设置有为汽车充电的托盘式充电装置；设置在每个存车单元内，用于驱动汽车托盘在对应的存车单元内上下移动的起重装置；起重装置包括具备发用电切换功能的起重电机、双向变流装置；设置在建筑框架内，用于储能的储能装置；托盘式充电装置与母线电连接，具备发用电切换功能的所述起重电机通过双向变流装置与母线电连接，母线通过变压器与电网电连接；储能装置与电网电连接；使得立体车库具备为新能源汽车充电的能力，以及参与电网调度的能力，增强了电网的稳定性，在收取停车费的同时可额外赚取电网服务费，提高了立体车库的经济性，同时使用一套空间解决了重力储能能量密度低和停车难的问题。

技术特征：

1.一种立体停车库，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的立体停车库，其特征在于，在所述建筑框架的顶面和/或向阳立面设置有基于bipv技术的光伏组件(700)，所述光伏组件(700)与所述母线电连接；还包括第二储能系统，所述第二储能系统分别与所述光伏组件(700)、起重装置电连接。

3.根据权利要求1所述的立体停车库，其特征在于，所述汽车托盘包括：

4.根据权利要求3所述的立体停车库，其特征在于，所述托盘式充电装置(110)，包括：设置在所述托盘(120)上的无线充电模块(111)和有线充电模块(112)，所述有线充电模块(112)包括有线充电枪和有线充电控制器；所述无线充电模块(111)、有线充电枪和有线充电控制器分别与设置在所述托盘(120)上的第二电接点电连接；当所述汽车托盘置于与所述底梁(130)上时，所述第二电接点与所述第一电接点可插拔电连接。

5.根据权利要求1所述的立体停车库，其特征在于，还包括与电网连接，并在所有存车单元均有人调度车辆时，用于响应电网指令的第二储能系统。

6.一种权利要求1～5任一项所述的立体停车库参与电网调度的方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的立体停车库参与电网调度的方法，其特征在于，按照设定的控制逻辑，响应电网调度指令，包括：

8.根据权利要求7所述的立体停车库参与电网调度的方法，其特征在于，当存在无人调度车辆的存车单元时，通过无人调度车辆的存车单元的充能、释能过程响应电网调度指令，包括：

9.根据权利要求8所述的立体停车库参与电网调度的方法，其特征在于，当电网处于高峰负荷时，且有人意图存车时，优先调取低处的空托盘，将从下向上遍历得到第一个空托盘送至存车处；相反当电网处于低谷负荷时，优先调取高处的车位，由上向下遍历得到第一个空托盘送至存车处。

10.根据权利要求8所述的立体停车库参与电网调度的方法，其特征在于，存车单元的soc估算方法为：

技术总结本发明公开一种立体停车库及其参与电网调度的方法，立体停车库包括：设置有若干存车单元的建筑框架；设置在每个存车单元内，用于存放汽车的汽车托盘；汽车托盘上设置有托盘式充电装置；设置在每个存车单元内，用于驱动汽车托盘在对应的存车单元内上下移动的起重装置；设置在建筑框架内的储能装置；托盘式充电装置与母线电连接，具备发用电切换功能的起重电机与母线电连接，母线与电网电连接；储能装置与电网电连接。本发明使得立体车库具备为新能源汽车充电的能力，以及参与电网调度的能力，增强了电网的稳定性，在收取停车费的同时可额外赚取电网服务费，提高了立体车库的经济性，同时使用一套空间解决了重力储能能量密度低和停车难的问题。技术研发人员：俞洋,侍成受保护的技术使用者：南京国联电力工程设计有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5