[實用新型]一種微電網混合儲能系統

有效

• 申請號: 201620089245.0
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN205335982U
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 劉雷;楊勇;馬猛飛;胡勇;劉丹妮;祖吉路;馬振飛
• 申請（專利權）人: 山東魯能智能技術有限公司
• 主分類號: H02J15/00
• 分類號: H02J15/00;H02J3/00;H02J3/32;H02J3/38;H02J7/34
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本實用新型涉及混合儲能領域，特別涉及一種微電網混合儲能系統。

背景技術

微電網系統中分布式電源運行主要有隨機性和間歇性，當諧波含量較大或功率波動超出 負荷約束范圍，會導致相應敏感負荷損壞甚至使得微電網系統崩潰。

申請號為201310704335.7的中國實用新型專利“一種應用于微電網的混合儲能系統”微 電網轉入孤島運行模式，存在以下技術問題：

第一，由于超級電容充放電速度較快，無法持續支撐網內功率波動；

第二，在孤網運行時采用蓄電池VF運行，來建立微網內電源，同時平抑網內低頻有功和 無功，這對蓄電池及相應的雙向變流器性能要求較高，同時對能量管理系統的算法精度要求 較高，當大電網出現電壓驟升、驟降、不平衡和諧波等電能質量問題或有計劃檢修時，會使 蓄電池無法迅速建立電源，提供電壓和頻率支撐；

第三，將儲能變壓器直接掛在微電網公共交流母線側，電壓等級較高，對變壓器及混合 儲能中的電力電子設備性能要求較高，同時任一套儲能設備故障都會對交流母線產生較大沖 擊。

實用新型內容

本實用新型提供一種微電網混合儲能系統，通過實際的工程驗證解決了上述問題，本實 用新型對微電網內部儲能系統和負荷進行預測，在微電網并網運行、孤網運行、狀態切換過 程中，根據儲能電源和負荷特性，對內部的儲能裝置、負荷進行優化控制：

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種微電網混合儲能系統，包括：電網，所述電網與微電網公共交流母線連接，

所述微電網公共交流母線通過微電網能量管理系統分別與第一支路母線和第二支路母線 連接，

所述微電網公共交流母線還通過變壓器TM4與第一支路母線連接；

所述微電網公共交流母線還通過變壓器TM5與第一支路母線連接；

所述第一支路母線分別與鋰電池儲能模塊、超級電容儲能模塊和鉛酸電池儲能模塊連接；

所述第二支路母線與負荷模塊連接。

所述鋰電池儲能模塊作為主電源建立微電網，并提供微電網系統內的電壓和頻率支撐， 鋰電池儲能模塊根據其電池特性的穩定性，設置其在整個微電網混合儲能系統中作為主電源， 在微電網系統中建立穩定的電壓和頻率，在微電網并網轉孤網時，微電網能量管理系統控制 鋰電池儲能模塊雙向變流器PCS為下垂模式，鋰電池儲能模塊跟隨負荷變化，當系統運行穩 定后能量管理系統控制鋰電PCS為VF模式，在微電網系統中建立穩定的電壓和頻率；

所述鉛酸電池儲能模塊根據其特性較軟，充放電次數較少的特性設置其參與微電網系統 無功調度，向微電網系統提供無功功率支撐，根據微電網能量管理系統確定的無功補償量， 發相應無功，從而維持微網系統功率平衡；

所述超級電容儲能模塊根據其快速充放電性能，設計為平抑微網峰谷波動，實現穩定控 制，從而抑制可再生能源的間歇性和波動性，提高供電系統的穩定性。

所述鋰電池儲能模塊包括斷路器QF1，所述斷路器QF1的一端與第一支路母線連接，所 述斷路器QF1的另外一端與隔離變壓器TM1連接，所述隔離變壓器TM1與AC/DC雙向變流器 PCS1連接，所述AC/DC雙向變流器PCS1與磷酸鐵鋰電池GB1連接。

所述超級電容儲能模塊包括斷路器QF2，所述斷路器QF2的一端與第一支路母線連接， 所述斷路器QF2的另外一端與隔離變壓器TM2連接，所述隔離變壓器TM2與AC/DC雙向變流 器PCS2連接，所述AC/DC雙向變流器PCS2與DC/DC轉換器連接，所述DC/DC轉換器與超級 電容GB2連接。

所述鉛酸電池儲能模塊包括斷路器QF3，所述斷路器QF3的一端與第一支路母線連接， 所述斷路器QF3的另外一端與隔離變壓器TM3連接，所述隔離變壓器TM3與AC/DC雙向變流 器PCS3連接，所述AC/DC雙向變流器PCS3與鉛酸電池GB3連接。

所述負荷模塊包括隔離變壓器TM6，所述隔離變壓器TM6與斷路器QF7連接，所述斷路 器QF7與負荷連接，所述負荷為用電設備。

所述電網與微電網公共交流母線通過斷路器QF8連接。

所述變壓器TM4的一端通過斷路器QF5與電網公共交流母線連接；

所述變壓器TM4的另外一端通過斷路器QF4與第一支路母線連接。