[發明專利]一種新能源微電網復合儲能系統及方法

在審

• 申請號: 202010561619.5
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111934438A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 程浙武;童水光;童哲銘;唐寧;余躍
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02J15/00
• 分類號: H02J15/00;H02J3/28
• 代理公司: 杭州天昊專利代理事務所(特殊普通合伙) 33283
• 代理人: 何碧珩

1.一種新能源微電網復合儲能系統，其特征在于，包括壓縮空氣儲能模塊、超級電容模塊、雙向逆變器及微網復合儲能控制模塊，所述壓縮空氣儲能模塊與超級電容模塊并聯輸入輸出，而微網復合儲能控制模塊則分別與超級電容模塊控制單元、壓縮空氣儲能模塊控制單元以及新能源微電網的并網控制單元連接。

2.根據權利要求1所述的復合儲能系統，其特征在于，所述壓縮空氣儲能模塊包括電動機、壓縮機組、儲氣裝置、膨脹機組以及發電機，所述壓縮空氣儲能模塊控制單元具體為發電機控制單元和電動機控制單元，其中電動機控制單元連接電動機輸入端，電動機輸出端連接壓縮機組輸入端，壓縮機組輸出端連接儲氣裝置輸入端，儲氣裝置輸出端連接膨脹機組輸入端，膨脹機組輸出端連接發電機輸入端，發電機輸出端連接發電機控制單元。

3.根據權利要求1所述的復合儲能系統，其特征在于，所述超級電容模塊由多個超級電容單體串并聯組成，并通過雙向逆變器接入復合儲能系統主電路。

4.根據權利要求1所述的復合儲能系統，其特征在于，所述微網復合儲能控制模塊通過有線或者無線的方式與壓縮空氣儲能模塊控制單元、超級電容模塊控制單元以及新能源微電網的并網控制單元進行通信，以控制不同儲能模塊之間電能的協調分配、新能源微電網與大電網之間的電能交互。

5.一種新能源微電網復合儲能方法，適用于權利要求1-4所述任一系統，其特征在于，采用壓縮空氣儲能模塊與超級電容模塊組合的方式對新能源微電網內部波動、不穩定的電力供應和用電負荷之間的差異進行實時動態調節，維持微網內部的源-荷平衡。

6.根據權利要求5所述的一種新能源微電網復合儲能方法，其特征在于，根據不同儲能模塊的特點，壓縮空氣儲能模塊作為能量型儲能單元，主要負責對微電網內電能需求變化的持續響應；超級電容模塊作為功率型儲能單元，主要負責對微電網內供電功率和復合功率差異變化的快速響應；由微網復合儲能控制模塊負責協調儲能模塊之間的電能分配，執行以下操作：

當系統監測到新能源微電網內的發電量大于負荷需求時，微網復合儲能控制模塊控制復合儲能系統吸收多余的電能，啟動并控制壓縮機組運轉使壓縮空氣儲能模塊工作在負荷狀態，將電能轉化為壓縮空氣內能存儲在儲氣裝置中；

當系統監測到新能源微電網內的發電量小于負荷需求時，微網復合儲能控制模塊控制復合儲能系統輸出電能彌補微網內的供電不足，控制儲氣裝置釋放高壓空氣進入膨脹機組驅動發電機發電，使壓縮空氣儲能模塊工作在電源狀態；

同時，微網復合儲能控制模塊控制超級電容模塊進行靈活的充放電操作，對壓縮空氣儲能模塊由于機械系統慣性導致的延時響應部分的源-荷-儲瞬時功率差和短時電能差進行實時平抑，輔助維持微網內部的源-荷平衡。

7.根據權利要求6所述的一種新能源微電網復合儲能方法，其特征在于，在大電網內設置微電網集群控制中心，當系統監測到新能源微電網內的源-荷差異超過復合儲能系統調節極限時，微網復合儲能控制模塊自動向大電網發出調度請求，根據微電網集群控制中心的反饋控制不同微電網之間的電能交互，實現大電網內微電網集群的源-荷-儲資源共享，從而在保證各微電網安全穩定運行的同時實現高效的能源管理。