[发明专利]混合型再生能源与储能系统供电系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电网技术应用领域，特别涉及一种混合型再生能源与储能系统供电系统及其控制方法，可结合iEN(Intelligent Energy Network)智能型节能服务监控系统进行能源管理服务，可以运用于住宅、基地台或机房发电设备，为iEN未来发展技术之一。

背景技术

有鉴于前案的整合自然能源的储能与供能系统，该前案应用于风力与太阳能源转换成电能、热能与冷能的能源储存与供给系统，风力与太阳能二项自然能源除产生电力储存与供给外，在不需要额外的电力条件下产生热能与冷能，供给空调冷却与热水需求，充分利用自然能源取代空调主机和锅炉等设备。但是该前案无法于不同时段(尖峰、离峰与停电)依需求与电价调整发电设备(燃料电池、风力发电、太阳光电、飞轮电池、锂铁电池)供电顺序，有效确保供电可靠度及降低发电成本；无法针对不同性质负载优先提供相应性质电力，例如没有将直流电力优先供给直流负载等，存在电力耗损等问题。

由此可见，上述现有方式仍有诸多缺失，实非一良善的设计，而亟待加以改良。

发明内容

达成上述发明目的的混合型再生能源与储能系统供电系统及其控制方法，指一种各类储能系统(燃料电池、锂铁磷酸电池、飞轮电池)与再生能源系统(太阳光电与风力发电)均存在着一定的缺点与局限性，由于储能系统与再生能源本身的固有特性，若要对其进行改善又得付出研发与成本上的代价，多种储能系统与再生能源的结合就可以扬长避短，充分发挥各种装置的优点，实现用电自给自足的要求，并且可以延长设备寿命。

本专利提出混合型储能系统与再生能源供电架构，是整合电化学式储能装置(锂铁磷酸电池与燃料电池)与机械式储能装置(飞轮电池)，再搭配太阳光电与风力发电系统，并与市电进行倂网，可作为住宅、基地台或机房供电系统使用。

本发明的混合型再生能源与储能系统供电系统，其中该系统包括机械式储能装置，为飞轮储能装置，连接市电并依惯性定律自行运转储能的装置，依特殊情形的紧急供电装置，混合型供电装置，是连接的再生能源供电架构与整合电化学式储能装置，交直流转换器，是与该混合型供电装置相连接，并与交直流负载端连接，依该交直流负载端的需求提供交直流供电以及控制单元，接收该混合型供电装置与该交直流负载的讯号，控制监控该交直流供电程度，其中，该机械式储能装置以低功率方式进行运转储能，且该混合型供电装置通过该交直流转换器依控制单元判断供给该交直流电源于交直流负载端。

如上所述的混合型再生能源与储能系统供电系统，其中该再生能源供电架构为太阳光电、风力发电、燃料电池供给该交直流负载，该整合电化学式储能装置为飞轮电池与锂铁磷酸电池，将多余电力对该飞轮电池与该锂铁磷酸电池进行充电，作为电力备援使用。

其中该系统与市电倂网连接，与电力公司进行电力测试及监控，用以避免电力瞬断，保持电力稳定持续供给。

若遇停电时期，该风力发电、该太阳光电与该燃料电池供电量远小于交直流负载端所需负载时，该控制单元启动该飞轮电池与该锂铁磷酸电池进行供电，并将非必要负载进行卸除，以延长该系统供给必要负载时间。

该系统依序利用该太阳光电、该风力发电、该燃料电池与该市电进行供电，并将多余电力对该飞轮电池与该锂铁磷酸电池进行充电。

本发明的混合型再生能源与储能系统供电控制方法，包括以下步骤：

1.市电供给电能于机械式储能装置，该机械式储能装置为自行运转储能的飞轮储能装置，且与混合型供电装置连接，通过相连接的交直流转换器与控制单元，判断及进行交直流负载端的供需电能需求；

2.该市电供给电源于该飞轮储能装置，令该飞轮储能装置进行低功率惯性运转；

3.该交直流转换器通过控制单元判断该混合型供电装置与该交直流负载端的供需平衡；

4.当供电大于需求时，将电能储存；

5.当需求大于供电时，该混合型供电装置持续供给电源；以及

6.该控制单元判断所需交直流电源需求，通过交直流转换器输出至交直流负载端。

如上所述的混合型再生能源与储能系统供电控制方法，其中该方法在控制概念上，交流电优先供给交流负载，而直流电优先供给直流负载，用以减少转换耗损。

本发明的混合型再生能源与储能系统供电控制方法，其中该方法于用电尖峰时间，该混合型供电装置的电能来源依序利用太阳光电、风力发电与该整合电化学式储能装置的燃料电池与锂铁磷酸电池进行供电。