[發明專利]穩定光伏電站輸出的組串架構混合電池儲能系統

在審

• 申請號: 202010020497.9
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111106616A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 郁春娜;李劍鐸
• 申請（專利權）人: 上海煦達新能源科技有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/38
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 郭春遠

1.穩定光伏電站輸出的組串架構混合電池儲能系統，其特征在于，該系統由新電池子儲能系統、梯次電池子儲能系統和系統控制模塊三部分組成；將功率型儲能和能量型儲能混合使用，該系統外界電網。

2.如權利要求1所述的穩定光伏電站輸出的組串架構混合電池儲能系統，其特征在于，新電池子儲能系統采用集中式架構，將多個新電池包串成n個電池組后，再進行并聯，最后以直流電路通過一個DC/AC逆變器并入電網。

3.如權利要求1所述的穩定光伏電站輸出的組串架構混合電池儲能系統，其特征在于，梯次電池子儲能系統采用組串式架構，梯次電池只進行串聯成梯次電池組，不進行并聯；每個梯次電池組均分別通過一個DC/AC逆變器并入電網；整個梯次儲能子系統可能有n個電池組，通過n個逆變器并入電網。

4.如權利要求1所述的穩定光伏電站輸出的組串架構混合電池儲能系統，其特征在于，梯次電池子儲能系統采用組串式架構，梯次電池只進行串聯成梯次電池組，不進行并聯；每個梯次電池組均分別通過一個DC/AC逆變器并入電網；整個梯次儲能子系統可能有n個電池組，通過n個逆變器并入電網。

5.如權利要求1所述的穩定光伏電站輸出的組串架構混合電池儲能系統，其特征在于，新鋰電池子儲能系統、梯次電池子儲能系統兩個子系統通過系統控制模塊協調控制進行充放電，兩個子系統的容量按照優化策略進行配置，通過自適應功率分配策略進行控制，達到光伏電站24小時平滑輸出。

6.如權利要求1所述的穩定光伏電站輸出的組串架構混合電池儲能系統，其特征在于，假設光伏電站的最大發電功率為Pmax，根據氣象數據可以預估光伏滿功率發電時間為Tmax，每天的平均發電量為Epv，Epv≈Pmax*Tmax，那么光伏24小時平滑輸出功率：Pavg＝Epv/24＝Pmax*Tmax/24；那么，當光伏發電功率大于Pavg的時候，多余部分的功率應該由儲能系統吸收，存儲在電池中，當光伏發電功率小于Pavg的時候，缺少部分的功率應該由儲能系統來提供，將電池中存儲的電量輸出到電網中去。

7.如權利要求1所述的穩定光伏電站輸出的組串架構混合電池儲能系統，其特征在于，儲能系統的最大充電功率為：Pnmax+Ptmax＝Pmax-Pavg；其中，Pnmax為新電池子系統最大功率，Ptmax為梯次電池子系統最大功率，子系統采用容量優化配置策略。

8.如權利要求1所述的穩定光伏電站輸出的組串架構混合電池儲能系統，其特征在于，系統控制模塊基本的控制規則為：當光伏功率超過Pavg時，由梯次電池子儲能系統先進行充電，當光伏功率超過Pavg+Pt或者時，新電池子儲能系統開始發揮充電；當光伏功率低于Pavg時，新電池子儲能系統先進行放電，當梯次電池子儲能系統SOC過低或者放電功率不足時，新電池子儲能系統開始放電。

9.如權利要求1所述的穩定光伏電站輸出的組串架構混合電池儲能系統，其特征在于，系統控制模塊基本控制流程步驟如下：

采用自適應功率分配方法，將總功率需求分給兩種電池系統：

Pt＝kt*Ptmax+⊿Pt；

Pn＝kn*Pnmax+⊿Pn；

上式中Pt為梯次電池子系統功率，kt為梯次電池子系統功率系數，⊿Pt為梯次電池子系統修正功率，Pn為新電池子系統功率，kn為新電池子系統功率系數，⊿Pn為新電池子系統修正功率；

Ppv-Pavg≥0時kt＝(Ppv-Pavg)/Ptmax，0≤kt≤1；

kn＝(Ppv-Pavg-Ptmax)/Pnmax，0≤kn≤1；

Ppv-Pavg＜0時kt＝(Pavg-Ppv-Pn)/Ptmax，0≤kt≤1；

kn＝(Ppv-Pavg)/Pnmax，0≤kn≤1；

當判斷出儲能系統處于過電或過放電狀態時，基于電池狀況修正儲能電池功率命令值，通過實時監控獲取電池單體電壓和SOC狀態，來實時調節修正功率值，保證電池單體電壓和SOC控制在合理范圍內。