[發明專利]一種混合儲能系統

在審

• 申請號: 202110660259.9
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113541169A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 杜珂;黃甄;覃劍;徐開仁;黃曉明;唐靜;黃厚鑫;羅喜;張光資;蘭依;張豫鵬;耿昌易;梁元清
• 申請（專利權）人: 廣西電網有限責任公司南寧供電局
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J15/00;H02J7/34;H02J3/24
• 代理公司: 南寧東智知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 45117
• 代理人: 黎華艷;裴康明

本發明涉及儲能技術領域，具體涉及一種混合儲能系統。本發明采用超導儲能裝置和鉛酸儲能電池組的混合儲能系統來平抑算例中的功率波動，鉛酸儲能電池組通過DC/DC模塊并聯接到直流母線上，超導儲能裝置通過V/I模塊并聯接到直流母線上；變電站通過變流器、直流母線、變壓器、低通濾波器連接至電網。本發明對功率分配的低通濾波器的時間常數選擇進行了討論，提供了低通濾波器的時間常數的確定方法。仿真結果表明采用混合儲能系統后系統能夠很好的平抑功率的波動，使得變電站輸出給電網穩定的功率，同時鉛酸儲能電池組的深度放電得到了改善，充放電次數在一定程度上得到減少，較為有效地延長了電池的使用壽命。

技術領域

本發明涉及儲能技術領域，具體涉及一種混合儲能系統。

背景技術

變電站中的儲能裝置是其重要環節,隨著變電站邁向智能化,站用儲能裝置也得到了長足的發展。面對變電站功率波動，在某些時刻會有劇烈的變化，單一采用鉛酸電池儲能的話，一方面電池的響應速度不夠快，另一方面電池頻繁充放電對其損壞也比較大；若單一采用超導儲能，對功率的響應速度雖然能夠滿足，但超導儲能容量相對較大，成本過高。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種混合儲能系統，具體技術方案如下：

一種混合儲能系統，包括鉛酸儲能電池組和超導儲能裝置，所述鉛酸儲能電池組通過DC/DC模塊并聯接到直流母線上；所述超導儲能裝置通過V/I模塊并聯接到直流母線上；變電站通過變流器、直流母線、變壓器連接至電網。

優選地，混合儲能系統的功率計算如下：

P_grid＝P_HESS+P_B；(1)

P_HESS＝P_BESS+P_SMES；(2)

其中，P_grid為系統輸送到電網的功率，P_HESS為混合儲能系統輸出到電網的功率，P_B為變電站輸出到電網的功率，P_BESS為鉛酸儲能電池組輸出到電網的功率，P_SMES為超導儲能裝置輸出到電網的功率；

控制超導儲能裝置平滑系統高頻的功率波動，鉛酸儲能電池組平滑系統低頻的功率波動。

優選地，混合儲能系統補償變電站輸出電網的穩定功率P_grid和波動的變電站功率P_B之間的差值，采用低通濾波器進行混合儲能系統的功率分配。

優選地，混合儲能系統的功率P_HESS經過低通濾波器，超導儲能裝置的功率計算如下：

P_HESS＝P_grid-P_B；(3)

其中T_l為低通濾波器的常數。

優選地，所述鉛酸儲能電池組平抑頻率低于(1/T₁)Hz的功率波動，超導儲能裝置平抑頻率高于(1/T₁)Hz的功率波動。

優選地，所述低通濾波器的常數T_l的選取方法為：

選取低通濾波器的常數在T1-T2之間變化，得到不同時間常數下超導儲能裝置和鉛酸儲能電池組輸出/輸入功率的最大值，即混合儲能系統所需的功率等級，混合儲能容量系統所需的額定容量由下式得到：

E_rate≥max(E(t))-min(E(t))；