一种计及经济性评估的微网储能电站系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种计及经济性评估的微网储能电站系统。
【背景技术】
[0002]微网由多种分布式发电单元、储能及负荷组成。其中，风电和光伏发电等分布式发电单元的输出功率具有间歇性和随机性的特点，而负荷的变化也具有随机性，这给微网的稳定运行带来了较大挑战。储能可以通过充放电维持微网内部的功率平衡与能量平衡，是微网改善电能质量、安全可靠运行的关键。但由于储能装置成本较高，运行寿命较短，大规模应用受到制约，因此在满足系统运行需求的基础上对储能系统进行合理的规划与设计具有重要的现实意义。
[0003]蓄电池作为传统储能元件，能量密度大，存储容量高，但存在功率密度低，循环寿命短、低温特性差、价格昂贵等不足；超级电容器作为一种新型能源器件，虽然能量密度较小，但功率密度大，存储容量低，响应时间较短，可以频繁充放电而不损害其性能。混合储能可以充分利用蓄电池和超级电容器的互补特性，降低蓄电池的充放电频率，延长使用寿命，减少经济成本。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种计及经济性评估的微网储能电站系统，是设计合理、经济的微网储能电站，克服单一类型储能系统的不足；可以通过混合储能系统使风/光/储系统追踪微网负荷功率，保证微网中功率与电能的平衡，提高微网的可靠性与安全性。
[0005]本实用新型的技术方案是这样实现的:一种计及经济性评估的微网储能电站系统，其特征在于:由微电网中央管理系统、风电机组、光伏阵列、混合储能系统、储能控制器、DC/DC变流器、双向DC/DC变流器、48V直流母线、直流负载、DC/AC变流器、220V交流母线、交流负载和开关，其中，混合储能系统由蓄电池与超级电容器构成；风电机组通过第一开关连接到DC/DC变流器，光伏阵列通过第二开关连接到DC/DC变流器，混合储能系统通过第三开关连接到双向DC/DC变流器，混合储能系统中蓄电池与超级电容器分别通过第四开关、第五开关与第三开关连接，DC/DC变流器与双向DC/DC变流器与48V直流母线连接，直流负载通过第六开关连接到48V直流母线，48V直流母线通过第七开关连接到220V交流母线，交流负载通过第八开关连接到220V交流母线，各节点与微电网中央管理系统连接。
[0006]所述的风电机组、光伏阵列、混合储能系统共同供电，风/光/储系统将电能先通过变流器输送到48V直流母线，再通过变流器输送到220V交流母线。
[0007]风/光/储系统追踪微网负荷功率方式如下:微电网中央管理系统通过风电机组、光伏阵列等可再生能源输出功率与微网负荷功率之差，控制混合储能系统输出功率。当微网负荷功率大于可再生能源输出功率时，混合储能系统放电；当微网负荷功率小于可再生能源输出功率时，混合储能系统充电。
[0008]本实用新型的积极效果是混合储能系统由蓄电池与超级电容器构成，可有效降低蓄电池的充放电频率，延长储能系统的使用寿命，减少经济成本，提高微网的经济性；微电网中央管理系统通过储能控制器，将混合储能系统输出功率分解为低频分量和高频分量，电池吸收具有较大能量的低频分量，以平抑混合储能系统中的趋势性波动；超级电容器吸收包含较多频繁往复变化功率的高频分量，以平抑混合储能系统中的快变性波动。
【附图说明】
[0009]图1本实用新型的拓扑结构。
[0010]图2本实用新型微网功率平衡的结构图。
[0011]图3本实用新型的混合储能系统结构图。
【具体实施方式】
[0012]以下结合附图对本实用新型作进一步描述:如图1所示，一种计及经济性评估的微网储能电站系统，其特征在于:由微电网中央管理系统、风电机组、光伏阵列、混合储能系统、储能控制器、DC/DC变流器、双向DC/DC变流器、48V直流母线、直流负载、DC/AC变流器、220V交流母线、交流负载和开关，其中，混合储能系统由蓄电池与超级电容器构成。风电机组通过第一开关I连接到DC/DC变流器，光伏阵列通过第二开关2连接到DC/DC变流器，混合储能系统通过第三开关3连接到双向DC/DC变流器，混合储能系统中蓄电池与超级电容器分别通过第四开关4、第五开关5与第三开关3连接，DC/DC变流器与双向DC/DC变流器与48V直流母线连接，直流负载通过第六开关6连接到48V直流母线，48V直流母线通过第七开关7连接到220V交流母线，交流负载通过第八开关8连接到220V交流母线，各节点与微电网中央管理系统连接。该微网系统由风电机组、光伏阵列、混合储能系统共同供电，风/光/储系统将电能先通过变流器输送到48V直流母线，再通过变流器输送到220V交流母线。
[0013]如图2所示，混合储能系统可以使风/光/储系统追踪微网负荷功率，保证微网中功率与电能的平衡，提高微网的可靠性与安全性。
[0014]风/光/储系统追踪微网负荷功率方式如下:微电网中央管理系统通过风电机组、光伏阵列等可再生能源输出功率与微网负荷功率之差，控制混合储能系统输出功率。当微网负荷功率大于可再生能源输出功率时，混合储能系统放电；当微网负荷功率小于可再生能源输出功率时，混合储能系统充电。
[0015]如图3所示，混合储能系统由蓄电池与超级电容器构成，可有效降低蓄电池的充放电频率，延长储能系统的使用寿命，减少经济成本，提高微网的经济性。
[0016]微电网中央管理系统通过储能控制器，将混合储能系统输出功率分解为低频分量和高频分量，电池吸收具有较大能量的低频分量，以平抑混合储能系统中的趋势性波动；超级电容器吸收包含较多频繁往复变化功率的高频分量，以平抑混合储能系统中的快变性波动。
【主权项】
1.一种计及经济性评估的微网储能电站系统，由微电网中央管理系统、风电机组、光伏阵列、混合储能系统、储能控制器、DC/DC变流器、双向DC/DC变流器、48V直流母线、直流负载、DC/AC变流器、220V交流母线、交流负载和开关组成，其特征在于:混合储能系统由蓄电池与超级电容器构成；风电机组通过第一开关(I)连接到DC/DC变流器，光伏阵列通过第二开关(2)连接到DC/DC变流器，混合储能系统通过第三开关(3)连接到双向DC/DC变流器，混合储能系统中蓄电池与超级电容器分别通过第四开关(4)、第五开关(5)与第三开关(3)连接，DC/DC变流器与双向DC/DC变流器与48V直流母线连接，直流负载通过第六开关(6)连接到48V直流母线，48V直流母线通过第七开关(7 )连接到220V交流母线，交流负载通过第八开关(8)连接到220V交流母线，各节点与微电网中央管理系统连接。2.根据权利要求1所述的计及经济性评估的微网储能电站系统，其特征在于所述的风电机组、光伏阵列、混合储能系统共同为微网系统供电，风电机组、光伏阵列、混合储能系统将电能先通过变流器输送到48V直流母线，再通过变流器输送到220V交流母线。
【专利摘要】一种计及经济性评估的微网储能电站系统，其特征在于：风电机组通过第一开关（1）连接到DC/DC变流器，光伏阵列通过第二开关（2）连接到DC/DC变流器，混合储能系统通过第三开关（3）连接到双向DC/DC变流器，混合储能系统中蓄电池与超级电容器分别通过第四开关（4）、第五开关（5）与第三开关（3）连接，DC/DC变流器与双向DC/DC变流器与48V直流母线连接，直流负载通过第六开关（6）连接到48V直流母线，48V直流母线通过第七开关（7）连接到220V交流母线，交流负载通过第八开关（8）连接到220V交流母线，各节点与微电网中央管理系统连接。其提高微网的可靠性与安全性，混合储能系统可有效降低蓄电池的充放电频率，延长储能系统的使用寿命，减少经济成本，提高微网的经济性。
【IPC分类】H02J3/28, G06Q50/06, G06Q10/04
【公开号】CN205176917
【申请号】CN201520816385
【发明人】李德鑫, 吕项羽, 常学飞, 袁野, 韩晓娟
【申请人】国网吉林省电力有限公司电力科学研究院, 吉林省电力科学研究院有限公司, 华北电力大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年10月22日