[發(fā)明專利]一種超級電容器和蓄電池混合儲能的控制裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410136077.1
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN103904766A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉宏達;張利;馬忠麗;周磊;曲圣越;張斌;申乃軍;張強;程鵬;黃曼磊
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35;H02J15/00;H02J7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種超級電容器和蓄電池混合儲能的控制裝置，可再生能源發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)直流母線接負載，超級電容器組和蓄電池組分別接直流母線，其特征在于：超級電容器組連接線路上設(shè)有多個開關(guān)管，通過多個開關(guān)管的通斷可實現(xiàn)超級電容器組串聯(lián)和并聯(lián)模式之間的切換，還設(shè)有電容器組控制單元，電容器組控制單元的信號輸出端接超級電容器組連接線路上開關(guān)管的控制端；蓄電池組連接線路上設(shè)有多個開關(guān)管，通過多個開關(guān)管的通斷可實現(xiàn)蓄電池組串聯(lián)模式和并聯(lián)模式之間的切換，還設(shè)有蓄電池組控制單元，蓄電池組控制單元的信號輸出端接蓄電池組連接線路上開關(guān)管的控制端；電容器組控制單元和蓄電池組控制單元分別接有采樣單元，采樣單元信號輸入端接直流母線。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級電容器和蓄電池混合儲能的控制裝置，其特征在于：蓄電池組通過兩個并聯(lián)的雙向DC/DC變換器接直流母線，其中一個雙向DC/DC變換器用于蓄電池組串聯(lián)模式，另一個用于蓄電池組并聯(lián)模式；兩個雙向DC/DC變換器的控制端接蓄電池組控制單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超級電容器和蓄電池混合儲能的控制裝置，其特征在于：超級電容器組和蓄電池組之間接有開關(guān)電路，開關(guān)電路的控制端接蓄電池組控制單元。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超級電容器和蓄電池混合儲能的控制裝置，其特征在于：直流母線上接有卸荷器。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超級電容器和蓄電池混合儲能的控制裝置，其特征在于：

將超級電容器組的每個支路電容器組都分成兩部分，即第一分支電容器組和第二分支電容器組，將第一分支電容器組和第二分支電容器組并聯(lián)，第一分支電容器組所在的第一分支路上設(shè)有開關(guān)管，第二分支電容器組所在的第二分支路上設(shè)有開關(guān)管，前述第一分支路和第二分支路之間設(shè)有開關(guān)管。

將蓄電池組的每個支路蓄電池組都分成兩部分，即第一分支蓄電池組和第二分支蓄電池組，將第一分支蓄電池組和第二分支蓄電池組并聯(lián)，第一分支蓄電池組所在的第一分支路上設(shè)有開關(guān)管，第二分支蓄電池組所在的第二分支路上設(shè)有開關(guān)管，前述第一分支路和第二分支路之間設(shè)有開關(guān)管。

6.一種利用權(quán)利要求1所述裝置的控制方法，其特征在于：根據(jù)采樣單元采集的直流母線電流狀態(tài)，蓄電池組控制單元控制蓄電池組在串聯(lián)模式和并聯(lián)模式之間切換，電容器組控制單元控制超級電容器組在串聯(lián)模式和并聯(lián)模式之間切換；蓄電池組控制單元控制蓄電池組充電、放電或斷開蓄電池組與直流母線之間的連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于：再生能源發(fā)電系統(tǒng)可對超級電容器組和蓄電池組進行充電，通過如下方法進行控制：

當直流母線電流穩(wěn)定，且處于正常范圍內(nèi)時，可再生能源發(fā)電系統(tǒng)通過直流母線對超級電容器組和蓄電池組進行充電，超級電容器組和蓄電池組均處于串聯(lián)模式；

當直流母線電流瞬時超過串聯(lián)蓄電池組最大充電電流時，蓄電池組控制單元斷開蓄電池組與直流母線之間的連接，電容器組控制單元使超級電容器組處于并聯(lián)模式，可再生能源發(fā)電系統(tǒng)通過直流母線只對超級電容器組充電；

當直流母線電流穩(wěn)定，且大于串聯(lián)蓄電池組最大充電電流小于串聯(lián)電容器組最大充電電流時，蓄電池組控制單元使蓄電池組處于并聯(lián)模式，先對超級電容器組充電，待超級電容器組充滿后，再對蓄電池組充電；

當直流母線電流穩(wěn)定，且大于串聯(lián)蓄電池組最大充電電流和串聯(lián)電容器組最大充電電流時，蓄電池組控制單元使蓄電池組處于并聯(lián)模式，電容器組控制單元使超級電容器組處于并聯(lián)模式，先對超級電容器組充電，待超級電容器組充滿后，再對蓄電池組充電。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于：當可再生能源發(fā)電系統(tǒng)輸出功率不足，超級電容器組和蓄電池組需進行放電時，通過如下方法進行控制：

當直流母線電流穩(wěn)定，且處于正常范圍內(nèi)時，超級電容器組先放電，然后蓄電池組進行放電，超級電容器組和蓄電池組均處于串聯(lián)模式；

當直流母線電流穩(wěn)定，且大于串聯(lián)蓄電池組最大放電電流和串聯(lián)電容器組最大放電電流時，蓄電池組控制單元使蓄電池組處于并聯(lián)模式，電容器組控制單元使超級電容器組處于并聯(lián)模式，超級電容器組先放電，然后蓄電池組進行放電。