[發明專利]基于優化功率分配的光伏混合儲能系統能量管理裝置

在審

• 申請號: 202010117333.8
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111200300A
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 李峻宇
• 申請（專利權）人: 武漢天富海科技發展有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32;H02J7/34;H02M3/158
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 郝明琴

1.一種基于優化功率分配的光伏混合儲能系統能量管理裝置，其特征在于：具體包括：光伏陣列(1)、光伏Boost變換器(2)、混合儲能裝置和主控制器(6)；所述光伏陣列(1)用于將太陽能轉換為電能，以供所述混合儲能裝置充電及負載運行；所述光伏Boost變換器(2)，用于控制所述光伏陣列(1)的輸出功率；所述光伏陣列(1)與所述光伏Boost變換器(2)電性連接；所述混合儲能裝置包括蓄電池(3)、超級電容(4)、第一Buck/Boost雙向變換器(5)、第二Buck/Boost雙向變換器(7)；所述第一Buck/Boost雙向變換器(5)用于控制所述蓄電池(3)的工作模式；所述第二Buck/Boost雙向變換器(7)用于控制所述超級電容(4)的工作模式；所述主控制器(6)，與所述光伏Boost變換器(2)和所述2個Buck/Boost雙向變換器(5)電性連接，用于控制所述光伏Boost變換器(2)與所述2個Buck/Boost雙向變換器(5)，以維持光伏混合儲能系統協調穩定運行。

2.如權利要求1所述的一種基于優化功率分配的光伏混合儲能系統能量管理裝置，其特征在于：所述光伏Boost變換器(2)還包括開關管Q1，所述主控制器(6)通過控制開關管Q1，以控制所述光伏Boost變換器(2)工作于兩種模式之間；所述兩種模式分別為：MPPT模式和恒壓模式；所述MPPT模式具體為：當光伏混合儲能系統正常運行時，所述光伏Boost變換器(2)控制所述光伏陣列(1)的輸出功率跟蹤負載額定功率以最大限度利用太陽能；所述恒壓模式具體為：當所述光伏陣列(1)輸出功率過剩時，所述光伏Boost變換器(2)控制所述光伏陣列(1)降功率輸出。

3.如權利要求1所述的一種基于優化功率分配的光伏混合儲能系統能量管理裝置，其特征在于：所述主控制器(6)包括檢測單元和控制單元；所述檢測單元，用于檢測所述超級電容(4)的荷電狀態SOC_sc、所述蓄電池(3)的荷電狀態SOC_bat、負載額定功率P_load、所述光伏陣列(1)輸出功率P_pv、所述混合儲能裝置產生的充放電參考電流i_ref、所述蓄電池(3)承擔的低頻功率P_{bat_ref}和所述超級電容(4)承擔的高頻功率P_{sc_ref}。

4.如權利要求3所述的一種基于優化功率分配的光伏混合儲能系統能量管理裝置，其特征在于：所述混合儲能裝置還包括低通濾波器；所述控制單元通過控制所述低通濾波器的時間常數T，以動態分配所述混合儲能裝置中所述蓄電池(3)承擔的低頻功率P_{bat_ref}和所述超級電容(4)承擔的高頻功率P_{sc_ref}。

5.如權利要求4所述的一種基于優化功率分配的光伏混合儲能系統能量管理裝置，其特征在于：所述低通濾波器時間常數T的計算方法如式(1)：

T＝T₀+ΔT (1)

式(1)中，T₀表示時間常數初始值；ΔT表示時間常數增量，其變化范圍為[-T_d,T_d]，其中T_d為根據實際情況預設的ΔT的最大值；所述控制單元通過調整ΔT，以動態分配所述儲能裝置中所述蓄電池(3)承擔的低頻功率P_{bat_ref}和所述超級電容(4)承擔的高頻功率P_{sc_ref}；當ΔT＞0時，則T增大，所述低通濾波器的通帶范圍變小，對應所述蓄電池(3)承擔的低頻功率P_{bat_ref}變小，所述超級電容(4)承擔的高頻功率P_{sc_ref}變大；當ΔT0時，則T減小，所述低通濾波器的通帶范圍變大，對應所述蓄電池(3)承擔的低頻功率P_{bat_ref}變大，所述超級電容(4)承擔的高頻功率P_{sc_ref}變小。