[發(fā)明專(zhuān)利]一種混合儲(chǔ)能系統(tǒng)在微網(wǎng)中的能量管理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310123459.6
• 申請(qǐng)日: 2013-04-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103427430B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦毅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市天智系統(tǒng)技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/32
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/32
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微網(wǎng)，特別是涉及一種混合儲(chǔ)能系統(tǒng)在微網(wǎng)中的能量管理方法。

背景技術(shù)

微網(wǎng)是分布式發(fā)電的一種組織形式，其由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量變換裝置、相關(guān)負(fù)荷、監(jiān)控系統(tǒng)，以及保護(hù)裝置組成小型發(fā)配電系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，也可以孤立運(yùn)行。微網(wǎng)中的風(fēng)電和太陽(yáng)能光伏等分布式發(fā)電單元的輸出功率具有間歇性和隨機(jī)性的特點(diǎn)，而負(fù)荷的變化也具有隨機(jī)性，給微網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成負(fù)面影響。然而，隨著可再生能源分布式發(fā)電系統(tǒng)的大規(guī)模發(fā)展，以及各種功率具有脈動(dòng)性用電設(shè)備的日益增多，為了維持微網(wǎng)內(nèi)部的瞬時(shí)能量平衡，儲(chǔ)能裝置尤其是大容量的電力儲(chǔ)能裝置往往需要頻繁地吸收或釋放較大功率。作為常用儲(chǔ)能裝置的蓄電池在。頻繁的大功率充放電和深度放電過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)溫度升高、正負(fù)極板上的活性物質(zhì)脫落等現(xiàn)象，導(dǎo)致蓄電池容量積累性虧損，并在短時(shí)間內(nèi)快速下降，嚴(yán)重影響蓄電池的使用壽命，以及微網(wǎng)正常穩(wěn)定的運(yùn)行。此外，現(xiàn)有由包括設(shè)有磷酸鐵鋰蓄電池的直流側(cè)磷酸鐵鋰儲(chǔ)能系統(tǒng)及其雙向儲(chǔ)能交流/直流變換器(Alternate Current/Direct Current converter，縮略詞為AC/DC)的第一儲(chǔ)能單元和包括設(shè)有超級(jí)電容器的直流側(cè)超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)的第二儲(chǔ)能單元的組成的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中，磷酸鐵鋰蓄電池和超級(jí)電容器是直接連接到直流母線配電線路，再連接雙向儲(chǔ)能AC/DC，并由雙向儲(chǔ)能AC/DC連接到交流母線配電線路，這種拓?fù)洳荒艹浞职l(fā)揮超級(jí)電容器迅速補(bǔ)償電網(wǎng)波動(dòng)的功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種混合儲(chǔ)能系統(tǒng)在微網(wǎng)中的能量管理方法。

本發(fā)明的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案予以解決。

這種混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括設(shè)有磷酸鐵鋰蓄電池的直流側(cè)磷酸鐵鋰儲(chǔ)能系統(tǒng)及其雙向儲(chǔ)能AC/DC的第一儲(chǔ)能單元和包括設(shè)有超級(jí)電容器的直流側(cè)超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)的第二儲(chǔ)能單元，所述磷酸鐵鋰蓄電池直接連接到直流母線配電線路，所述直流母線配電線路與雙向儲(chǔ)能AC/DC的直流側(cè)連接，所述雙向儲(chǔ)能AC/DC的交流側(cè)通過(guò)第三支路斷路器與交流母線配電線路連接，所述直流側(cè)磷酸鐵鋰儲(chǔ)能系統(tǒng)用于平抑微網(wǎng)中光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的功率波動(dòng)以及在微網(wǎng)處于孤島穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)延長(zhǎng)對(duì)負(fù)荷的供電，所述超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)用于平抑微網(wǎng)中光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的功率波動(dòng)，以及在微網(wǎng)處于孤島穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)配合所述直流側(cè)磷酸鐵鋰儲(chǔ)能系統(tǒng)供電，以滿(mǎn)足對(duì)負(fù)荷不間斷供電的需求。

這種混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的特點(diǎn)是：

設(shè)有雙向儲(chǔ)能直流/直流變換器(Direct current/Direct current converter，縮略詞為DC/DC)，所述雙向儲(chǔ)能DC/DC的一側(cè)與直流側(cè)超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)的超級(jí)電容器連接，所述雙向儲(chǔ)能DC/DC的另一側(cè)與所述直流母線配電線路連接，所述直流母線配電線路與所述雙向儲(chǔ)能AC/DC的直流側(cè)連接，所述雙向儲(chǔ)能DC/DC用于充分發(fā)揮超級(jí)電容器迅速補(bǔ)償電網(wǎng)波動(dòng)的效果。

本發(fā)明的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下進(jìn)一步的技術(shù)方案予以解決。

所述雙向儲(chǔ)能DC/DC，是三相交錯(cuò)并聯(lián)式結(jié)構(gòu)的雙向半橋變換器，其總輸出電流為三個(gè)單元電路輸出電流之和，平均電流為三個(gè)單元電路輸出電流平均值的三倍，其脈動(dòng)頻率也是三個(gè)單元電路脈動(dòng)頻率的三倍，使三個(gè)單元電路輸出電流的紋波相互抵消，進(jìn)而使變換器的總輸出電流脈動(dòng)值明顯減小，變換器的等效開(kāi)關(guān)頻率高，快速對(duì)超級(jí)電容器充電或放電，充分發(fā)揮超級(jí)電容器迅速補(bǔ)償電網(wǎng)波動(dòng)的功能。

所述雙向儲(chǔ)能DC/DC快速對(duì)超級(jí)電容器充電，是以恒流限壓的方式單向?yàn)槌?jí)電容器充電，所述雙向儲(chǔ)能DC/DC處于充電狀態(tài)。

所述雙向儲(chǔ)能DC/DC快速對(duì)超級(jí)電容器放電，是以恒流限壓的方式單向?yàn)槌?jí)電容器放電，所述雙向儲(chǔ)能DC/DC處于放電狀態(tài)。

本發(fā)明的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)在微網(wǎng)中的能量管理方法技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案予以解決。

這種混合儲(chǔ)能系統(tǒng)在微網(wǎng)中的能量管理方法，由微網(wǎng)中的能量管理系統(tǒng)(Energy Management System，縮略詞為EMS)在微網(wǎng)運(yùn)行中實(shí)時(shí)分別檢測(cè)與判定所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能單元的荷電狀態(tài)(State of Charge，縮略詞為SOC)，實(shí)時(shí)分別調(diào)整與控制混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能單元的能量流動(dòng)方向和幅值，穩(wěn)定微網(wǎng)的交流母線配電線路電壓，滿(mǎn)足負(fù)荷不間斷供電的需求，實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)運(yùn)行成本最優(yōu)化。

這種混合儲(chǔ)能系統(tǒng)在微網(wǎng)中的能量管理方法的特點(diǎn)是：