[發(fā)明專(zhuān)利]兩級(jí)串聯(lián)的超級(jí)電容與蓄電池混合儲(chǔ)能系統(tǒng)及能量吸收與釋放的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611108194.2
• 申請(qǐng)日: 2016-12-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106655440B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉健;管增倫;張忠溫;劉如成;顏冰;婁珍申;王陽(yáng);劉小虎;秦實(shí)宏;文小玲;李自成
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢工程大學(xué);中國(guó)中煤能源集團(tuán)有限公司;武漢微氫新能源有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J7/34
• 分類(lèi)號(hào): H02J7/34
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專(zhuān)利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

1.利用兩級(jí)串聯(lián)結(jié)構(gòu)的超級(jí)電容與蓄電池混合儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的能量吸收與釋放的方法，其特征在于：

兩級(jí)串聯(lián)結(jié)構(gòu)的超級(jí)電容與蓄電池混合儲(chǔ)能系統(tǒng)包括：與外部系統(tǒng)直流母線連接的第一開(kāi)關(guān)K1和第一電感L1；連接在第一開(kāi)關(guān)K1和第一電感L1之后的前級(jí)雙向升降壓變換電路；連接在前級(jí)雙向升降壓變換電路之后直流母線之間的超級(jí)電容C；與超級(jí)電容C串聯(lián)的第四開(kāi)關(guān)K4和預(yù)充電電路；連接在超級(jí)電容C之后直流母線之間的后級(jí)雙向升降壓變換電路；連接在后級(jí)雙向升降壓變換電路之后直流母線之間的蓄電池B，以及與蓄電池B相互串聯(lián)的第二開(kāi)關(guān)K2和第二電感L2；

所述的前級(jí)雙向升降壓變換電路由第一電力電子器件S1和第二電力電子器件S2構(gòu)成；所述的后級(jí)雙向升降壓變換電路由第三電力電子器件S₃和第四電力電子器件S₄構(gòu)成；

本方法包括以下步驟：

當(dāng)本系統(tǒng)處于能量吸收狀態(tài)時(shí)：1）當(dāng)外部系統(tǒng)直流母線產(chǎn)生能量回饋時(shí)，若有瞬間浪涌電流的沖擊，直接通過(guò)第二電力電子器件S2對(duì)超級(jí)電容C進(jìn)行充電；2）當(dāng)浪涌結(jié)束后或者充電過(guò)程不存在浪涌電流的沖擊，對(duì)第二電力電子器件S₂進(jìn)行PWM控制，使得前級(jí)雙向升降壓變換電路工作在升壓狀態(tài)，對(duì)能量進(jìn)行吸收；后級(jí)雙向升降壓變換電路則通過(guò)PWM控制第三電力電子器件S₃構(gòu)成降壓電路，向蓄電池充電； 3）在充電控制結(jié)束時(shí)，若超級(jí)電容C的電壓高于額定值，后級(jí)雙向升降壓變換電路持續(xù)通過(guò)PWM控制第三電力電子器件S₃構(gòu)成降壓電路，直到超級(jí)電容C的電壓恢復(fù)到額定值，為接受下一次能量吸收做好準(zhǔn)備；

當(dāng)本系統(tǒng)處于能量釋放狀態(tài)時(shí)：1）當(dāng)直流母線出現(xiàn)瞬間的大功率缺口時(shí)，控制第一電力電子器S₁完成超級(jí)電容C向外部系統(tǒng)直流母線的瞬間大電流能量輸送；2）當(dāng)補(bǔ)償大電流缺口結(jié)束或者放電過(guò)程不存在大電流缺口時(shí)，對(duì)第一電力電子器件S₁進(jìn)行PWM控制，使得前級(jí)雙向升降壓變換電路工作在降壓狀態(tài)，輸出放電電流；后級(jí)雙向升降壓變換電路通過(guò)PWM控制第四電力電子器件S₄構(gòu)成升壓電路，維持超級(jí)電容C的電壓；3）在放電控制結(jié)束時(shí)，若超級(jí)電容C的電壓低于額定值，后級(jí)雙向升降壓變換電路通過(guò)PWM控制第四電力電子器件S₄構(gòu)成升壓電路，直到超級(jí)電容C的電壓恢復(fù)到額定值，為接受下一次能量回饋?zhàn)龊脺?zhǔn)備。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量吸收與釋放的方法，其特征在于：所述的第一電感L1和第二電感L2均為平波電感。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量吸收與釋放的方法，其特征在于：所述的第一開(kāi)關(guān)K1、第二開(kāi)關(guān)K2、第四開(kāi)關(guān)K4分別為斷路器、接觸器、負(fù)載開(kāi)關(guān)或熔斷器中的一種或幾種的組合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量吸收與釋放的方法，其特征在于：所述的預(yù)充電電路包括與超級(jí)電容C串聯(lián)的充電開(kāi)關(guān)K3，以及與充電開(kāi)關(guān)K3并聯(lián)的充電電阻R。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的能量吸收與釋放的方法，其特征在于：所述的充電開(kāi)關(guān)K3為斷路器、接觸器、負(fù)載開(kāi)關(guān)或熔斷器中的一種或幾種的組合。