[实用新型]双向多模式混合储能电路

说明书

本实用新型涉及一种双向多模式混合储能电路，包括：能量型储能元件BAT、功率型储能元件C、开关组K1、K2、K3、K4、电感L、双向DC/DC变换器D和负载R；所述能量型储能元件正极的一端通过第一开关K1与双向DC/DC变换器正输入端相连接；另一端依次通过电感L、第四开关K4与双向DC/DC变换器正输出端相连接；所述功率型储能元件正极的一端通过第二开关K2与双向DC/DC变换器正输入端相连接，另一端通过第三开关K3与双向DC/DC变换器的正输出端相连接；所述能量型和功率型储能元件负极共同与所述双向DC/DC变换器负输入端相连接；本实用新型实现了功率型储能元件的充分利用，延长了储能系统的使用寿命。

技术领域

本实用新型属于电力系统技术领域，涉及电力系统中的储能电路，尤其是一种双向多模式混合储能电路。

背景技术

目前，在电力系统中，储能系统具备实时吸收和释放能量的特点，提高电能质量，通常可分为能量型储能技术和功率型储能技术两类。能量型储能技术具有能量密度大、储能时间长的优点，但功率密度小、循环寿命短，不适合补偿短时脉冲功率波动，如蓄电池、锂电池、抽水蓄能、压缩空气储能等。功率型储能元件具有功率密度大、响应速度快、循环周期寿命长的优点，但能量密度小、自放电率高，如超级电容、飞轮储能、超导磁储能等。二者可因为各自的优势而满足不同应用模式的需求。

随着经济的快速发展，负荷对储能系统要求越来越高，单一储能系统受自身性能的影响，难以满足负荷的需要，迫切需要发展兼具高功率密度和高功率密度的储能系统。单一的储能技术无法同时具备两种储能技术的优势，其不足之处还在于：1、无法满足不同的应用需求；2、控制方式单一不够灵活，不能满足相应的控制需求；3、如果发生储能元件的毁坏则会导致储能系统直接瘫痪，不利于系统运行的可靠性。

目前，常见的混合储能系统主要有被动式、主动式两种形式。被动式混合储能系统主要特点是能量型储能元件和功率型储能元件直接并联后与负载连接，因此，两种储能单元之间的电压就必须要实时保持同步，这种拓扑结构简单，不需要配置DC/DC变换器，也不需要额外的控制，成本较低，但该结构功率型储能元件不能得到充分利用，造成大量功率型储能元件容量浪费。另外，当负载有大功率需求时，无法根据需求灵活调整能量型储能元件和功率型储能元件之间的能量分配。主动式混合储能系统主要特点是采用2个DC/DC变换器向负载供电，该结构功能比较全面，可以实现任意比例的能量型储能元件和功率型储能元件的功率分配。但是，主动式储能系统配置成本较高，而且结构和控制复杂，DC/DC变换器的受功率需求的影响，配置的较大，不利于高能量密度和高功率密度的实现。

因此，如何研发出一种结构简单、高效可靠并兼具高能量密度与高功率密度的混合储能系统是本领域技术人员亟欲解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理、结构简单、高效可靠并兼具高能量密度与高功率密度的双向多模式混合储能电路。

本实用新型解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：

一种双向多模式混合储能电路，包括：能量型储能元件BAT、功率型储能元件C、开关组K1、K2、K3、K4、电感L、双向DC/DC变换器D和负载R；

所述能量型储能元件正极的一端通过第一开关K1与双向DC/DC变换器正输入端相连接；该能量型储能元件正极的另一端依次通过电感L、第四开关K4与双向DC/DC变换器正输出端相连接；

所述功率型储能元件正极的一端通过第二开关K2与双向DC/DC变换器正输入端相连接，该功率型储能元件正极的另一端通过第三开关K3与双向DC/DC变换器的正输出端相连接；

所述能量型储能元件的负极和功率型储能元件负极共同与所述双向DC/DC变换器负输入端相连接；

所述负载R与所述双向DC/DC变换器输出端并联连接。