[發明專利]一種復合型能源充電儲能系統及其方法

有效

• 申請號: 201310151920.9
• 申請日: 2013-04-27
• 公開（公告）號: CN103248064A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 劉飛;文鋒;阮旭松;李少林
• 申請（專利權）人: 惠州市億能電子有限公司
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/32
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 任海燕

技術領域

本發明涉及一種復合型能源充電儲能系統及其方法。

背景技術

電動汽車是指以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，具有節能環保等優點。隨著低碳經濟成為我國經濟發展的主旋律，電動汽車作為新能源戰略和智能電網的重要組成部分，以及國務院確定的戰略性新興產業之一，必將成為今后中國汽車工業和能源產業發展的重點。然而，電動汽車產業是一項系統工程，電動汽車充電站則是主要環節之一，電動汽車充電站是指為電動汽車充電的站點，與現在的加油站相似，必須與電動汽車其他領域實現共同協調發展。目前國內已有或在建的電動汽車充電站，大多采用國家電網直接給電池充電的方法，如在白天用電高峰，大量的電動汽車需要充電，這就會對電網造成影響，同時依賴于電網供電，一旦電網出現故障，便無法繼續滿足電動汽車充換電服務。另外電動汽車快速充電需要瞬時強大的功率電力，常規電網也是基本無法滿足，而要建專用充電網絡，這涉及整個國家電網改造，國家電網大改造不是小事，耗資巨大。

發明內容

為了避免給國家電網造成嚴重負荷，實現電動汽車與電動汽車充電站的共同協調發展，本發明提供一種復合型能源充電儲能系統及其方法的設計方案。

一種復合型能源充電儲能系統，包括監控調度模塊，監控調度模塊連接于用于傳輸數據的數據總線上，還包括多個充電機，各充電機通過對應的DC/DC轉換器連接到用于輸電的直流母線上，DC/DC轉換器通過數據總線與監控調度模塊連接，并設置有與直流母線連接的用于與外部電網連接的配電模塊，還包括連接到直流母線上的光伏發電模塊、風力發電模塊以及用于儲能的綜合儲能模塊。

具體的，所述光伏發電模塊通過其對應的DC/DC轉換器連接到直流母線，所述風力發電模塊通過其對應的AC/DC轉換器連接到直流母線，所述DC/DC轉換器及AC/DC轉換器均通過數據總線與監控調度模塊連接。

更具體的，配電模塊通過其對應的多個雙向DC/AC轉換器與直流母線連接；

所述多個雙向DC/AC轉換器均通過數據總線與監控調度模塊連接。

進一步的，所述綜合儲能模塊包括通過相對應的雙向DC/DC轉換器連接到直流母線的儲能電池組、電動汽車換電電池組、儲能及換電互用電池組以及直接連接到直流母線的超級電容器組；所述儲能電池組、電動汽車換電電池組、儲能及換電互用電池組一一對應的電池管理系統BMS；超級電容組設置有超級電容管理系統CMS；所述雙向DC/DC轉換器、池管理系統BMS及超級電容管理系統CMS均通過數據總線與監控調度模塊連接。

更進一步的，還包括交流微網及直流微網，交流微網及直流微網分別通過對應的DC/AC轉換器、DC/DC轉換器連接到直流母線上。

一種復合型能源充電儲能方法，包括以下步驟：

（1）采集當前綜合儲能系統實時可充放超級電容量???????????????????????????????????????????????及充放電功率，次日負荷預測曲線、次日光照預測強度曲線、次日風速預測曲線、次日功率需求預測曲線，根據當前實時數據和次日預測數據，計算出t時刻，第個儲能單元可充放超級電容量范圍及充放電功率大小、范圍和第j臺發電系統的出力范圍，其中t?=?1,2,3,…,24。

（2）建立復合型能源充電儲能系統的經濟調度數學模型：

，

其中，為電壓偏差，即電網某節點的電壓與系統標稱電壓之差對系統標稱電壓的百分數，為復合型能源充電儲能系統運行效率，n為電網運行中的節點數，為節點i的電壓，為節點i電壓偏差限制量，、分別為節點i電壓的上下限；為運行周期；m為發電機數量，具體指光伏發電模塊與風力發電模塊中的發電單元總數；為第j臺發電機在t時段的報價函數；為第j臺發電機t時段的出力；為j臺發電機t時段的狀態；為時間段；為儲能單元數量，即綜合儲能模塊中的各個儲能單元總數；為綜合儲能系統充放電的階梯電價函數；為第e個儲能單元在t時刻的出力；為第e個儲能單元的充放電狀態；為第x個儲能單元的折舊系數；為第x個儲能單元的充放電次數，為第x個儲能單元的成本；

（3）建立約束條件，利用改進型粒子群算法計算步驟2所述數學模型的最優解；

（4）根據步驟（3）得到的最優解進行相應的調度指令。

具體的，步驟（3）所述約束條件為：

（A）負荷平衡約束：

，

其中，為t時段的損耗功率，為平衡電網的負荷功率，t?=?1,2,3,…,T；

（B）電站負荷備用約束：

，