[發明專利]一種高效混合儲能裝置

在審

• 申請號: 201810091506.6
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108306325A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 張成如
• 申請（專利權）人: 山東聯星能源集團有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/38;H02J7/34
• 代理公司: 北京智橋聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11560
• 代理人: 洪余節

本發明公開了一種高效混合儲能裝置，其包括太陽能光伏陣列、超級電容組、第一電壓電流采集模塊、柵極驅動器、模數轉換器、單片機、DC/DC變換器、智能管理芯片和鉛酸蓄電池。本發明所提供的高效混合儲能裝置，其采用超級電容器組與鉛酸蓄電池作為混合儲能元件，利用超級電容器組及升降壓電路實現充電功能，有效提高了儲能效率。同時利用超級電容器組、DC/DC變換器、智能管理芯片用于實現對鉛酸蓄電池進行充電控制，延長了鉛酸蓄電池的使用壽命，提高了系統的穩定性及儲能效率。

技術領域

本發明涉及儲能技術領域，具體涉及一種高效混合儲能裝置。

背景技術

在具有可再生能源的光伏發電系統中添加儲能裝置，用來承擔光伏電源波動造成的功率差額，將光伏發電單元與電網之間的功率進行解耦，從而穩定間歇式光伏電源的功率輸出，降低對敏感負荷及電網的沖擊。更為重要的是，在系統離網運行模式時，能為系統提供電壓和頻率支撐，改善系統的穩定性。因此，儲能裝置的合理利用對光伏等可再生能源發電系統的經濟、安全、可靠運行至關重要。

能量型蓄電池憑借其技術成熟、價格低廉、構造成本低、免維護、能量密度大等優點，成為光伏發電系統中最常用也是最重要的儲能裝置。但由于光伏電源受光照強度、溫度等影響的隨機性波動，使得系統的瞬時功率不平衡，造成蓄電池的多次小循環充放電，明顯惡化蓄電池的充放電工作環境，大大縮短蓄電池的使用壽命，同時由于蓄電池的過早老化報廢，帶來了嚴重的環境污染，加大了系統的投資成本。

目前，光伏發電系統主要采用單一儲能技術，而對于系統中的混合儲能技術研究相對較少，并且只處于實驗室研究階段，在此方面存在極大的發展空間。針對這一技術缺陷，公開號為CN204886204U的中國實用新型專利，公開了一種具有混合儲能裝置的儲能系統，其中，太陽能光伏陣列通過前級單向Boost升壓DC/DC變換器連接直流母線；能量型蓄電池組通過第一雙向DC/DC功率變換器連接到直流母線；超級電容器組通過第二雙向DC/DC功率變換器連接到直流母線；所述中心控制器通過控制總線與前級單向Boost升壓DC/DC變換器、第一雙向DC/DC功率變換器、第二雙向DC/DC功率變換器和后級DC/AC全橋變換器相連接；中心控制器基于不同頻率分量對儲能系統的負荷功率進行分離，得到第一頻率分量負荷功率和第二頻率分量負荷功率；能量型蓄電池組承擔第一頻率分量負荷功率；功率型超級電容器組承擔第二頻率分量負荷功率。該儲能系統能夠對系統中功率差額的高頻、低頻分量進行分解，分別由超級電容器組和能量型蓄電池組承擔，以實現對兩種不同類型儲能裝置互補優化的協調控制。大大優化了蓄電池的工作環境，減小了蓄電池因多次小循環充放電壽命降低、以及由于蓄電池的過早老化報廢，帶來的嚴重環境污染，降低了系統投資成本、增強了系統的功率輸出能力和經濟性，并確保系統在孤島、并網模式下的穩定運行，及孤島、并網之間的無縫動態切換，提高了系統的穩定性和可靠性。在光伏發電、風力發電、新型混合電動汽車等領域具有很高的實際應用價值。上述具有混合儲能裝置的儲能系統雖然對現有技術的缺陷有所改進，但是這一儲能系統在組態變化的瞬間，電路輸出電壓波動較大，影響系統穩定性，從而降低了儲能效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種系統穩定性強、儲能效率高的混合儲能裝置。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種高效混合儲能裝置，其包括：

太陽能光伏陣列，其分別與超級電容組和第一電壓電流采集模塊電性連接；

柵極驅動器，其電性連接在所述太陽能光伏陣列和所述超級電容組之間；

模數轉換器，其與所述第一電壓電流采集模塊電性連接；

單片機，其與所述模數轉換器電性連接；該單片機還與所述柵極驅動器電性連接，用于根據所述太陽能光伏陣列的工作狀況輸出信號去驅動所述柵極驅動器中的PMOS管；

DC/DC變換器，其與所述超級電容組電性連接；