换电系统、换电网络系统及以换电系统辅助电力的方法与流程

本揭示内容是关于电力管理的技术，且特别是有关于一种换电系统、换电网络系统及以换电系统辅助电力的方法。

背景技术：

1、随着换电式电动车的普及，电池交换站已被广泛地部署于各地。当电动车的可交换电池的电力将耗尽时，用户可至邻近的换电站交换电力充足的可交换电池，来立即恢复电动车的可用里程。然而，换电需求是不断变动的，这使得每个换电站都会有高使用率时段(如上下班时段)与低使用率时段(如上班期间或深夜)，且郊区的换电站在平日通常会有较低的使用率。因此，如何提高换电站的使用率遂成为一门重要课题。

2、为了改善电网的可靠度，必须提升电网的系统容量充裕性(adequacy)与系统品质与安全(safety)。前者必须仰赖更多的电力来源来满足负载需求，后者则可通过电力辅助服务来保持供电与负载的动态平衡以避免电力供应中断。

技术实现思路

1、技术实现要素：旨在提供本发明的简化摘要，以使阅读者对本发明具备基本的理解。此发明内容并非本发明的完整概述，且其用意并非在指出本发明的实施例的重要/关键元件或界定本发明的范围。

2、一种换电系统，包含电源供应系统、至少一换电机柜及控制系统。电源供应系统用以耦接电网及量测电网因子的电网监测系统。换电机柜用以容置多个可交换电池。控制系统耦接于电源供应系统及至少一换电机柜。当一个可交换电池被置入换电机柜时，控制系统用以与被置入的该可交换电池进行验证，且控制系统还用以控制换电机柜中通过验证的所述多个可交换电池进行充电或放电。当电网因子异常时，电源供应系统停止自电网接收电力，控制系统控制所述多个可交换电池进行放电，以提供换电系统的驱动电力，及提供电网一辅助电力。

3、在一实施例中，电网因子异常包含控制系统自电网监测系统接收到监测信号。监测信号包含频率异常信号，或者监测信号所指示的电网频率低于预设频率。

4、在一实施例中，电源供应系统包含电力开关模块及电力转换模块。电力开关模块用以在电网因子异常时断开电源供应系统与电网间的电力输入连接，以停止自电网接收电力。电力开关模块还用以在电网因子恢复正常时、经过预设时间后、或所述多个可交换电池的电量低于预设电量下限时，恢复电力输入连接。电力转换模块耦接于电力开关模块，用以将来自电网的交流电转换为适用于控制系统及至少一换电机柜的直流电，以及用以将来自所述多个可交换电池的直流电转换为适用于电网的交流电。

5、在一实施例中，所述多个可交换电池的至少一者被设定为ups电池。当电源供应系统停止自电网接收电力时，换电系统自ups电池接收驱动电力。

6、在一实施例中，当换电系统自电网接收电力时，ups电池被设定不可被充电并准备放电。所述多个可交换电池的至少一部分被设定为ups辅助电池。当换电系统停止自电网接收电力时，ups电池先用以供应驱动电力，ups辅助电池再被控制以放电来提供驱动电力。

7、在一实施例中，控制系统用以在停止自电网接收电力时，对被插入至至少一换电机柜的可交换电池进行验证，且选择所述多个可交换电池的任一者与被插入的可交换电池交换。

8、在一实施例中，至少一换电机柜具有多个电池槽，所述多个电池槽的每一者设置有电连接器、数据传输器及控制器。数据传输器用以在可交换电池插入至所述多个电池槽的任一者，且电连接器耦接于被插入的可交换电池时，与被插入的可交换电池进行通信。

9、在一实施例中，电源供应系统包含至少一电磁干扰滤波模块、至少一ac/dc转换模块及至少一双向dc/dc转换模块。电磁干扰滤波模块用以过滤电网提供的交流电中的杂讯。ac/dc转换模块用以接收过滤后的交流电，且用以输出直流电。双向dc/dc转换模块耦接于ac/dc转换模块及换电机柜，用以将直流电的电压转换为适用于换电机柜，且用以将所述多个可交换电池提供的直流电的电压转换为适用于控制系统。

10、在一实施例中，ac/dc转换模块为一种单向交流/直流转换器，且电源供应系统还包含至少一逆变器。逆变器用以自双向dc/dc转换模块接收转换后的直流电，并输出为交流电以提供辅助电力。

11、在一实施例中，ac/dc转换模块为一种双向ac/dc转换器，且用以自双向dc/dc转换模块接收转换后的直流电，并输出为交流电以提供辅助电力。

12、一种换电网络系统，包含多个前述的换电系统及后端系统。所述多个换电系统分别设置于多个地理位置。后端系统通过网际网络连接于所述多个换电系统，且用以传送电力辅助设定至所述多个换电系统，以使所述多个换电系统在电网因子异常时，提供多个辅助电力。

13、在一实施例中，电力辅助设定包含指定待命时段。在指定待命时段内，所述多个换电系统于电网因子异常时提供所述多个辅助电力，并于电网因子正常时自电网接收电力。

14、一种以换电系统辅助电力的方法，包含：通过电网向换电系统提供电力；通过换电系统的至少一换电机柜接收可交换电池；在可交换电池通过验证后，允许对可交换电池进行充电或放电，且选择至少一换电机柜所容置的多个可交换电池之一与接收的可交换电池交换；以及当电网的电网因子异常时，控制换电系统停止自电网接收电力，且控制所述多个可交换电池进行放电，以提供换电系统驱动电力，及提供电网一辅助电力。

15、在一实施例中，以换电系统辅助电力的方法还包含：接收监测信号，当接收到的监测信号包含频率异常信号，或接收到的监测信号所指示的电网频率低于预设频率时，判定电网因子异常。

16、在一实施例中，通过电网向换电系统提供电力的步骤包含：导通换电系统与电网间的电力输入连接，以自电网接收电力；以及将来自电网的交流电转换为适用于换电系统的控制系统及换电机柜的直流电；其中，控制换电系统停止自电网接收电力，且控制所述多个可交换电池进行放电的步骤包含：断开电力输入连接，以停止自电网接收电力；以及将来自所述多个可交换电池的直流电转换为适用于电网的交流电。

17、在一实施例中，以换电系统辅助电力的方法还包含：设定所述多个可交换电池的至少一者为ups电池；以及当停止自电网接收电力时，通过ups电池提供驱动电力。

18、在一实施例中，以换电系统辅助电力的方法还包含：设定所述多个可交换电池的至少一部分为ups辅助电池；以及当使用电网的电力作为电力来源时，设定ups电池为不可被充电并准备放电；其中，控制所述多个可交换电池进行放电，以提供换电系统驱动电力的步骤包含：当换电系统停止自电网接收电力时，先通过ups电池供应驱动电力，再控制ups辅助电池放电以提供驱动电力。

19、在一实施例中，以换电系统辅助电力的方法还包含：通过后端系统，利用网际网络传送电力辅助设定至多个换电系统，以使所述多个换电系统基于电力辅助设定提供辅助电力。

20、在一实施例中，电力辅助设定包含指定待命时段，且使所述多个换电系统基于电力辅助设定提供辅助电力的步骤包括：在指定待命时段且电网因子异常时，通过所述多个换电系统提供所述多个辅助电力；以及在指定待命时段且电网因子正常时，通过所述多个换电系统自电网接收电力。

21、在一实施例中，以换电系统辅助电力的方法还包含：根据所述多个换电系统的历史营运数据计算馈电能力数据，其中馈电能力数据包含所述多个换电系统的多个可馈电量；取得基于所述馈电能力数据的服务得标数据，其中服务投标数据包含得标总容量；以及根据服务投标数据设定电力辅助设定，其中电力辅助设定所指定的所述多个换电系统的所述多个可馈电量的总和大于得标总容量。

22、本揭示内容的换电系统、换电网络系统及以换电系统辅助电力的方法可于电网因子异常时，即时地由可交换电池来提供电力辅助服务，以使电网维持稳定。

23、本揭示内容除了用来提供换电服务外，还可进一步用来提供电力辅助服务，而可提升换电站与可交换电池的使用率。

24、除了取得提供换电服务的收益外，还可取得提供电力辅助服务的收益。