[实用新型]一种新型混合储能装置

说明书

一种新型混合储能装置，本装置由光伏阵列和风力发电机作为发电单元，超级电容器和蓄电池作为混合储能单元，超级电容和蓄电池分别通过超级电容DC/DC双向变换单元和蓄电池DC/DC双向变换单元稳定混合储能单元直流母线上的电压，超级电容和蓄电池通过AC/DC双向变流单元和VSC控制单元实现并网，并对太阳能光伏阵列和风力发电机输出功率的补偿。本发明同时兼顾了两种一次储能装置的优点，同时又弥补了两种一次储能系统各自的不足，又可以确保电力系统运行的稳定性和可靠性，弥补可再生能源输出功率不稳定的问题。

技术领域

本发明专利涉及混合储能领域，尤其是涉及一种混合储能装置。

背景技术

近年来，我国大力发展清洁的可再生能源电源，可再生能源需求的不断增长，以及可再生能源不断与电网的融合。由于可再生能源输出功率随着天气的变化而变化，不能制定出精确的发电计划，因此大规模可再生能源并网会影响电力系统运行的稳定性和可靠性。因此，储能技术的发展成为人们关注的焦点。

我们可将可再生能源产生的电能暂时存储在储能装置中。现有的储能介质可以分为能量型和功率型两类。以锂电池、钠硫电池、液流电池和铅酸电池等为代表的能量型储能介质，能量密度较大，功率密度较小；以超级电容、超导磁储能和飞轮储能等为代表的功率型储能介质，能量密度较小，功率密度较大，高倍率充放电不会损害其性能。在使用单一的储能装置时，由于多次充放电，对储能装置的损害非常大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合储能装置及控制方法，确保在大规模使用可再生能源发电时不影响电力系统的稳定性和可靠性，在使用储能装置过程中减小对储能装置的损害。

本发明的技术方案是：

一种新型混合储能装置及控制方法，本装置由光伏阵列和风力发电机作为发电单元，超级电容器和蓄电池作为混合储能单元，超级电容和蓄电池分别通过超级电容DC/DC双向变换单元和蓄电池DC/DC双向变换单元稳定混合储能单元直流母线上的电压，超级电容和蓄电池通过AC/DC双向变流单元和VSC控制单元实现并网，并对太阳能光伏阵列和风力发电机输出功率的补偿。本发明同时兼顾了两种一次储能装置的优点，同时又弥补了两种一次储能系统各自的不足，又可以确保电力系统运行的稳定性和可靠性，弥补可再生能源输出功率不稳定的问题。

所述蓄电池和超级电容分别与蓄电池DC/DC双向变换单元和超级电容DC/DC双向变换单元的输入端口连接，蓄电池DC/DC双向变换单元和超级电容DC/DC双向变换单元输出端口与AC/DC双向变换单元直流侧连接，AC/DC双向变换单元的交流侧与交流总线连接；风力发电机输出端依次通过机侧变换器和网侧变换器与交流总线连接；光伏阵列的输出端通过 DC/AC变换器与交流总线连接；交流总线上汇聚的各个单元的电压电流信号输入到VSC控制单元，VSC控制单元的输出端与电网连接。

所述蓄电池DC/DC双向变换单元包括电感Lin、mos管Q8、mos管Q9、mos管Q10和 mos管Q11，蓄电池DC/DC双向变换单元有两种工作状态；

状态1：mos管Q8和mos管Q11处于导通状态，mos管Q9和mos管Q10处于断开状态，蓄电池端与容器C2连通，若蓄电池端电压高于电容C2电压，蓄电池向电容C2充电；若蓄电池端电压低于电容C2端电压；电容C2向蓄电池端充电；若两端电压相等，则处于平衡状态；

状态2：mos管Q9和mos管Q10处于导通状态，mos管Q8和mos管Q11处于断开状态，电感Lout与电容C2连通，若输出端电压高于电容C2两端电压，输出端向电容C2进行充电；若输出端两端电压低于电容C2两端电压，电容C2向输出端进行充电；若两端电压相等，则处于平衡状态。通过控制mos管Q8mos管Q9mos管Q10mos管Q11导通和断开来控制电流的流向，进而控制电源的充放电；超级电容DC/DC双向变换单元与蓄电池DC/DC双向变换单元相同，再次不在赘述。