[实用新型]多种储能装置耦合系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种局域性电网多种储能电能质量监测与控制策略装置，具体地说是一种多种储能装置耦合系统，属于储能装置耦合装置领域。

背景技术

现阶段可利用的储能装置主要包括铅酸蓄电池储能、钠硫电池储能、液流电池储能、铁锂电池储能、压缩空气储能、蓄水储能、飞轮储能、超级电容储能及超导储能等。现有的储能大部分都属于功率和能量型的储能系统，由于其物理结构、化学组成、能量密度、功率密度、电压、电流输出等特性及能量转换接口均不同。能量型储能以高比能量为特点，主要用于高能量输入、输出场合；功率型储能则以高比功率为特点，主要用于瞬间高功率输入、输出场合。能量型储能装置放电时间相对较慢且历时时间较长（如数分钟到数小时），功率型则以高放电率快速放电（如数秒到数分钟），其各自的特点在储能系统中各占一定的优劣势。

现有的功率型储能装置主要集中在电化学储能上，目前的电化学储能主要包括铅酸电池、锂电池、钠硫电池、矾液电池、锌空气电池、燃料电池、超导磁储能、飞轮储能及超级电容器等，其特点是反应速度快，能量密度高及适用范围广，但功率型储能装置自身容量小及部分电化学电池原材料的有限资源和环境污染性限制了其发展空间。

发明内容

本实用新型的目的在于，设计了一种多种储能装置耦合系统，通过对多种储能方式的控制耦合，实现初期以功率型储能响应为主，在功率型储能放电满足负荷段的用电响应需求后逐步转移到大规模的能量型储能上来，在转移耦合的过程中实时判断发电量及负荷需求情况，从而实时调度不同储能方式的发电策略。

本实用新型的技术方案为：

多种储能装置耦合系统，包括多个储能装置，多个所述储能装置分别与DC/DC逆变器电连接，多个所述DC/DC逆变器的直流侧并联并与DC/AC逆变器电连接，所述DC/AC逆变器通过储能双向变流器与能量型储能电连接，储能a～n通过DC/DC逆变器逆变，在直流侧并联并通过DC/AC逆变为交流电，作为耦合的能量型储能交流侧通过储能双向变流器与功率型储能双向变流器配合调整充放功率，发出启、停信号，实现并离网切换模式。

根据功率型储能响应时间快的特点，在配合能量型储能使用时功率型储能电源优先启动且在满足负荷侧电压、电流、频率等需求后逐渐启动能量型储能电源，在保证负荷稳定的基础上并网运行。在满足不同类型的储能装置能够在并网时根据负荷侧的需要自由切换，需要对交流侧的电能质量进行实时监测，其监测功能包括电压偏差、频率偏差、三相不平衡、谐波、闪变、电压波动、电压暂降、电压暂升级电压短时中断。

在运行过程中母线电压会受到负载的变化和储能出力的影响，需维持母线电压在±10%的波动范围内。当一侧储能装置输出的功率限制达不到母线电压允许范围内时，另一侧储能装置需通过控制自由切换补充负荷的输出来保证母线上电压和频率的稳定。

当一侧储能装置的额定频率与系统频率偏差超过±0.2～±0.5Hz时，另一侧的储能装置需通过电能质量控制器自动调节频率的偏差。

当负荷侧出现短路故障或负荷的启动电流较大时，会引起电压骤降，使工频电压有效值降至0.1-0.9pu（其中pu表示标幺值），且持续时间在0.01s到1分钟之间。当负荷侧的工频电压有效值增至1.1-1.8pu，并且其持续时间在0.01s到1分钟之间。当有电压骤降或骤升情况时逆变器控制侧需接收到电压信号并能迅速分配两边的控制方式并在负荷侧允许的电压波动范围内来调整电压的稳定性，以保证用电设备的安全运行。逆变器并联交流侧要有实时监测功能，其监控功能主要包括：自动采集并网逆变器运行参数及状态信息，对两侧电源的电压、电流、频率、谐波、脉冲及相位的分析诊断并能通过平台界面实时显示。当一侧的电压、电流或相位不稳定时另一侧能自动接收信号并能实时调整功率的输出。

本实用新型的优点在于：结合能量型储能装置的高比能量、高输出及输入但响应速度慢的特点，使多种储能装置进行相互耦合，在满足电能质量的前提下达到能量与速度的互补，有效提高了不同储能装置的使用效率满足负荷的需求，以保证供电的可靠性。能够有效的利用不同储能装置的特点，使优点最大化以达到能源的相互补充作用，解决了不同类型的电源在混合使用中通过逆变器交流侧智能控制技术，监测并调整电能的质量问题，实现不同类型储能装置优势互补的特点。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式