[發(fā)明專利]一種光伏電源混合儲能系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310147371.8
• 申請日: 2013-04-25
• 公開（公告）號: CN103236747A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張建成;劉漢民;張改利
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)（保定）;國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)新源張家口風(fēng)光儲示范電站有限公司
• 主分類號: H02J15/00
• 分類號: H02J15/00;H02J7/35;H02J3/38
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13108
• 代理人: 李羨民;高錫明

1.一種光伏電源混合儲能系統(tǒng)，其特征是，所述儲能系統(tǒng)包括超級電容器（C1）、蓄電池組（B2）、后備儲能系統(tǒng)（B3）、三個儲能電感、六個帶有反并聯(lián)快恢復(fù)二極管的IGBT和狀態(tài)監(jiān)控器，所述超級電容器（C1）與第一儲能電感（L1）串接后一端接光伏電源直流母線負(fù)極，另一端分別經(jīng)第一IGBT（T0）和第二IGBT（T1）接光伏電源直流母線的負(fù)極和正極，所述蓄電池組（B2）與第二儲能電感（L2）串接后一端接光伏電源直流母線負(fù)極，另一端分別經(jīng)第三IGBT（T2）和第四IGBT（T3）接光伏電源直流母線的負(fù)極和正極，所述后備儲能系統(tǒng)（B3）與第三儲能電感（L3）串接后一端接光伏電源直流母線負(fù)極，另一端分別經(jīng)第五IGBT（T4）和第六IGBT（T5）接光伏電源直流母線的負(fù)極和正極；

所述光伏電源混合儲能系統(tǒng)按如下方式運作：

在光伏發(fā)電系統(tǒng)運行過程中，狀態(tài)監(jiān)控器實時檢測光伏電源的直流母線電壓、超級電容器電壓、蓄電池組電壓和后備儲能系統(tǒng)電壓，并根據(jù)各電壓的監(jiān)測值按以下方法調(diào)整混合儲能系統(tǒng)的運行狀態(tài):

若光伏電源的直流母線電壓在其額定值U_N的98%～102%范圍以內(nèi)，則原有控制狀態(tài)不變；

當(dāng)光伏電源的直流母線電壓低于其額定值U_N的98%時，若混合儲能系統(tǒng)當(dāng)前為充電狀態(tài)，則減小儲能系統(tǒng)的充電功率；若混合儲能系統(tǒng)當(dāng)前不是充電狀態(tài)，則進(jìn)行發(fā)電控制，使儲能系統(tǒng)向光伏電源的直流母線傳輸?shù)墓β试龃螅?/p>

當(dāng)光伏電源的直流母線電壓高于其額定值U_N的102%時，若混合儲能系統(tǒng)當(dāng)前為發(fā)電狀態(tài)，則減小混合儲能系統(tǒng)的發(fā)電功率；若混合儲能系統(tǒng)當(dāng)前不是發(fā)電狀態(tài)則進(jìn)行充電控制，使光伏電源向儲能系統(tǒng)的充電功率增大。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏電源混合儲能系統(tǒng)，其特征是，使混合儲能系統(tǒng)向光伏電源的直流母線傳輸?shù)墓β试龃蟮姆椒ㄊ牵菏紫瓤刂频谝籌GBT（T0）的通斷占空比增量，使超級電容器（C1）向光伏電源的直流母線傳輸?shù)墓β试龃螅蝗绻藭r超級電容器電壓低于其最高工作電壓的0.2倍，則改為控制第三IGBT（T2）的通斷占空比增量，使蓄電池組（B2）向光伏電源的直流母線傳輸?shù)墓β试龃螅蝗绻藭r蓄電池組電壓小于其額定電值的0.8倍，則改為控制第五IGBT（T4）的通斷占空比增量，使備用儲能系統(tǒng)向光伏電源的直流母線傳輸?shù)墓β试黾印?/p>

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種光伏電源混合儲能系統(tǒng)，其特征是，使光伏電源向混合儲能系統(tǒng)的充電功率增大的方法是：首先控制第二IGBT（T1）的通斷占空比增量，使光伏電源向超級電容器（C1）的充電功率增大；如果此時超級電容器電壓達(dá)到其最高工作電壓，則改為控制第四IGBT（T3）的通斷占空比增量，使光伏電源向蓄電池組（B2）的充電功率增大；如果此時蓄電池組電壓大于其額定電壓的1.3倍，則改為控制第六IGBT（T5）的通斷占空比增量，使光伏電源向備用儲能系統(tǒng)的充電功率增加。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種光伏電源混合儲能系統(tǒng)，其特征是，所述后備儲能系統(tǒng)（B3）為電解制氫—發(fā)電設(shè)備。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光伏電源混合儲能系統(tǒng)，其特征是，增大混合儲能系統(tǒng)的充、放電功率時，各IGBT通斷占空比增量????????????????????????????????????????????????的計算方法為：，其中，為光伏電源直流母線電壓，K₁、K₂為與直流母線額定電壓、當(dāng)前運行儲能單元的電壓和控制電路的載波頻率相關(guān)的正系數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種光伏電源混合儲能系統(tǒng)，其特征是，構(gòu)成中還包括穩(wěn)壓電解電容（C_P），所述穩(wěn)壓電解電容（C_P）的正極和負(fù)極分別接光伏電源直流母線的正極和負(fù)極。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種光伏電源混合儲能系統(tǒng)，其特征是，在儲能系統(tǒng)與光伏電源直流母線之間設(shè)置有投切開關(guān)（K）。?