[發明專利]一種SC-Li-SC混合儲能的充放電控制與管理方法及裝置

在審

• 申請號: 202011244228.7
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112421746A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 智鵬飛;楊曄;朱琬璐;邱海洋;王慧;朱志宇
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: H02J7/34
• 分類號: H02J7/34;H02J7/00
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 杭行

本發明公開了一種SC?Li?SC混合儲能的充放電控制與管理方法及裝置，涉及混合儲能領域，該裝置包括超級電容、充電電池、穩壓裝置、電流傳感器、控制器，該方法包括平緩隨機性強、波動幅度大的充電功率的方法、判斷單個超級電容給充電電池充電是否完成的方法，切換超級電容使其高效充放電的方法，充電電池近似穩壓放電的方法。所述電流傳感器用于檢測超級電容給充電電池充電時的電流，所述控制器根據所述超級電容和所述充電電池間的電流，控制所述超級電容SC1和所述超級電容SC2工作狀態。本發明通過相應的控制策略，利用超級電容和充電電池各自性能優點，使整個混合儲能裝置能夠在新能源發電功率不穩定、波動幅度大的條件下穩定安全的充放電能。

技術領域

本發明涉及混合儲能領域，特別涉及一種SC-Li-SC混合儲能充放電控制與管理方法及裝置。

背景技術

隨著我國新能源發電裝機量的不斷提高，新能源作為分布式能源接入電網，其中風、光能作為新能源發電，其發電功率隨機性強、間歇性明顯波動幅度大、波動頻率無規律，勢必會給電網運行、調度、控制等方面帶來負面的影響，為此，儲能技術的發展成為解決此問題的有效手段。單一的儲能裝置已經無法安全高效的應用于新能源發電儲能中。

充電電池擁有高能量密度且使用壽命長，可以應用于目前電網中作為儲能裝置，但其優秀的性能是以安全代價為前提。充電電池充電過程中電壓、電流要求嚴格，在大電壓波動的充電環境中安全性大大降低，應用到充電功率隨機、波動性大的新能源發電中勢必會損害充電電池內部結構，減少使用壽命。超級電容作為新型的儲能元件擁有很高的耐壓范圍，且充放電快速，整個充放電過程不涉及化學反應，價格也相對低廉，但是超級電容存儲的電能相比于充電電池要低很多，且自放電率很高，不適合長期儲能。超級電容和充電電池組成的混合儲能裝置，其輸入端利用了超級電容的高耐壓特性，輸出端的充電電池作為主要大容量儲能元件，能夠穩定的存儲輸出電能。這種混合儲能裝置一方面解決了充電電池充電要求嚴苛的問題，另一方面又解決了超級電容不適合儲能的問題。盡管超級電容和充電電池組成的混合儲能系統優勢引人注目，但是系統本身復雜的電源管理策略還需要我們進一步探究。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能在充電功率不穩定、波動性大的電網中安全高效充放電的混合儲能控制與管理方法及裝置。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種SC-Li-SC混合儲能的充放電控制與管理方法及裝置，本發明的技術方案如下：

一種SC-Li-SC混合儲能的充放電控制裝置，包括至少兩個超級電容、至少一個充電電池、與超級電容等量的電流傳感器、控制器和發電裝置，發電裝置為超級電容充電，超級電容與電流傳感器及充電電池依次連接，超級電容之間并聯，控制器用于控制各部件的工作。

優選的，還包括穩壓裝置及電壓傳感器，穩壓裝置連接在超級電容與充電電池之間，電壓傳感器連接在超級電容上用于實時監測超級電容電壓。

一種SC-Li-SC混合儲能的充放電控制方法，其特征在于：

步驟1、由發電裝置給其中一個超級電容充電，當該超級電容充滿后，發電裝置向下一個超級電容充電，已經充滿電的超級電容對充電電池放電；

步驟2、設充電電池的充電電流閾值I_min，由超級電容對應的電流傳感器檢測對應的充電電流I_cx，比較I_cx與I_min，同時檢測正在充電的超級電容的電量SOC是否達到最大充電量SOC_max；

步驟3、當I_cx小于I_min，且SOC等于SOC_max，切換另外一個超級電容為充電電池充電，滿足前述條件時返回步驟2；