[實用新型]一種應用于風電場混合儲能系統中的直流變換裝置

有效

• 申請號: 201720738730.0
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN208001231U
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 唐杰;鄒陸華;高士然;陳日恒
• 申請（專利權）人: 邵陽學院
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155;H02J3/32
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 馮曉欣

本實用新型公布了一種應用于風電場混合儲能系統中的直流變換裝置，包括雙向DC?DC變換器、風電場直流母線側、直流變流器監控單元、蓄電池儲能單元、超級電容儲能單元、STM32控制系統、輔助電源電路；所述雙向DC?DC變換器共兩個均與風電場直流母線側相連，其中一個雙向DC?DC變換器接入蓄電池儲能單元，另一個接入超級電容儲能單元；所述輔助電源電路與STM32控制系統相連；所述STM32控制系統與直流變流器監控單元相連；所述輔助電源電路、雙向DC?DC變換器也與直流變流器監控單元連接。它能實現蓄電池儲能單元與超級電容儲能單元針對風電場直流母線側功率波動時充放電模式自動切換，確保風電場功率平滑輸出。

技術領域

本實用新型屬于風電場儲能技術領域，具體為一種應用于風電場混合儲能系統中的直流變換裝置。

背景技術

隨著國家對作為綠色能源的風能大力開發應用，風電場發電的建設也日益加快，已成為新能源發展的重要研究方向之一。在風電場發電系統中，由于風能具有隨機性與間歇性等特點，實際運行時其輸出功率會隨風波動，并網時會對電網的穩定運行造成嚴重威脅。在風電場應用中，通過添加混合儲能裝置來實現系統的穩定運行、電能質量改善和削峰填谷等多時間尺度上的功率平衡控制，它是一種調控間歇性能源功率波動的有效手段。混合儲能的發展趨勢之一是將各種儲能技術進行復合利用，以最大程度地發揮各種混合儲能技術的優勢，降低混合儲能系統全壽命周期費用，提高儲能系統的經濟性。為了實現風電場功率的平滑輸出，在風電場發電系統的直流母線側添加混合儲能裝置，通過對混合儲能系統充放電模式控制來快速吸收多余能量和補充缺額能量，進行風電功率平抑，提高對電網輸出電能的穩定性。

現有技術公開了一種混合儲能變流器裝置及控制方法（CN201610822902），包含多個并聯的雙向DC/DC變換器、隔離變壓器、變流器監控系統、旁路電路等。但是該變流器中的雙向DC/DC變換單元采用最簡單的復合斬波電路進行集中控制，濾波器采用LC結構，變流器電路結構復雜，而且沒有考慮混合儲能單元功率分配、協調控制及遠程監控問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對以上問題，提供一種應用于風電場混合儲能系統中的直流變換裝置，其目的在于通過對風力發電系統直流母線與儲能裝置間能量雙向流動的協調控制。當風電場直流母線側功率波動時，由儲能裝置輸出能量或吸收能量實施實時補償，實現風電場發電系統功率平滑輸出。

為實現以上目的，本實用新型采用的技術方案是：一種應用于風電場混合儲能系統中的直流變換裝置，包括雙向DC-DC變換器2、風電場直流母線側1、直流變流器監控單元5、蓄電池儲能單元3、超級電容儲能單元4、STM32控制系統6、輔助電源電路7；所述雙向DC-DC變換器2共兩個均與風電場直流母線側1相連，其中一個雙向DC-DC變換器2接入蓄電池儲能單元3，另一個接入超級電容儲能單元4；所述輔助電源電路7與STM32控制系統6相連；所述STM32控制系統6與直流變流器監控單元5相連；所述輔助電源電路7、雙向DC-DC變換器2也與直流變流器監控單元5連接。

進一步的，所述的雙向DC-DC變換器包括升壓電路10、降壓電路11。

進一步的，所述升壓電路10中設置有IGBT管VT2；所述IGBT管VT2集電極連接電感L1的一端和肖特基二極管D2陽極；所述電感L1的另一端連接快恢復二極管D3陽極和儲能裝置9正極；所述肖特基二極管D2陰極與快恢復二極管D3陰極連接；所述IGBT管VT2發射極與儲能裝置9的負極連接；所述IGBT管VT2基極與電阻R1一端連接；所述電阻R1另一端與IGBT管VT2發射極連接；所述肖特基二極管D2陰極連接有電容C1一端和肖特基二極管D5陽極；所述電容C1的另一端與IGBT管VT2發射極連接；所述肖特基二極管D5陰極與風電場直流母線側1的正極連接；所述風電場直流母線側1負極與IGBT管VT2的發射極連接；所述IGBT管VT2的發射極接地。