述储热装置，所述软化蓄电器的输出端和所述储热装置的输出端连接所述软化升压 器的低压侧储电分支正极，所述化C控制器的数字输出端连接接触器的控制信号端、第一电 磁继电器、第二电磁继电器和所述软化升压器的IGBT栅极，所述化C控制器的数字输入端连 接所述采控电路的电压逻辑信号输出端，所述化C控制器的模拟输入端通过变送器连接所 述软化蓄电器的电压采集信号端，所述化C控制器通过通讯电缆连接所述上位机，所述软化 升压器的低压侧市电分支通过所述桥式整流滤波电路连接市电，所述软化升压器的低压侧 蓄电分支连接所述软化蓄电器，所述采控电路通过交流降压变压器连接到冷热电联产系统 和用户交流负载的交流母线，所述采控电路的控制信号输出端与所述变流滤波器的四个 IGBT栅极相连，所述储热装置通过换热水管连接吸收式热累和吸收式制冷机，所述的吸收 式热累连接用户热负荷，所述的吸收式制冷机连接用户冷负荷。2. 根据权利要求1所述的基于冷热电系统的混合储能系统，其特征在于，所述上位机设 有通讯模块和监控模块； 所述通讯模块，用于与化C控制器进行通讯，并发送控制信号至化C控制器； 所述监控模块，用于监控并显示运行参数、系统工作模式及各模式运行时间统计量;所 述运行参数，包括交流母线电压所在区间和软化蓄电器的端电压;所述系统工作模式，包括 工作在交流母线对软化蓄电器进行储电的模式、交流母线对储热装置进行电储热的模式、 软化蓄电器对交流母线提供电能的模式、市电向交流母线提供电能的模式。3. 根据权利要求1所述的基于冷热电系统的混合储能系统，其特征在于，所述化C控制 器设有运算模块和通讯模块； 所述运算模块，用于对采集信号进行运算处理，获取需要的输出控制信号； 所述通讯模块，用于与上位机进行通讯，将运行参数传输至上位机，同时接收上位机的 控制信号，所述运行参数，包括交流母线电压所在区间和软化蓄电器的端电压。4. 根据权利要求1所述的基于冷热电系统的混合储能系统，其特征在于，所述功率跟随 器包括集成运算放大器、第一比例电阻、第二比例电阻、第Ξ比例电阻、第四比例电阻、控流 可变电阻和电力晶体管； 所述集成运算放大器的负极输入端通过所述第一比例电阻与所述交流滤波器的直流 侧正极相连，所述集成运算放大器的负极输入端和运放输出端连接有第二比例电阻，所述 集成运算放大器的正极输入端通过所述第Ξ比例电阻连接功率跟随器参考电压，所述集成 运算放大器的正极输入端通过所述第四比例电阻接地，所述集成运算放大器的运放输出端 通过所述控流可变电阻连接所述电力晶体管的基极，所述电力晶体管的集电极通过所述第 一电磁继电器连接所述软化蓄电器电池组的正极，同时通过所述第二电磁继电器连接所述 储热装置电热丝的正极，所述电力晶体管的发射极与所述交流滤波器的直流侧正极相连。5. 根据权利要求1所述的基于冷热电系统的混合储能系统，其特征在于，所述软化升压 器包括续流电感、第五IGBT、缓冲电容、缓冲电感、第一向控二极管、第二向控二极管、第Ξ 向控二极管、第Ξ电磁继电器和第四电磁继电器； 所述续流电感的一端连接所述第五IGBT的集电极，所述续流电感的另一端连接所述第 Ξ电磁继电器的一端和所述第四电磁继电器的一端，所述第Ξ电磁继电器的另一端连接所 述第一向控二极管的负极，所述第四电磁继电器的另一端连接所述第二向控二极管的负 极，所述第五IGBT与所述缓冲电容并联，所述第五IGBT的发射极连接所述变流滤波器的直 流侧负极，所述第五IGBT的集电极还连接所述缓冲电感的一端，所述缓冲电感的另一端连 接所述第Ξ向控二极管的正极，所述第Ξ向控二极管的负极连接所述变流滤波器的直流侧 正极，所述第一向控二极管的正极连接所述软化蓄电器中铅蓄电池组的正极，所述第二向 控二极管的正极连接所述桥式整流滤波电路直流侧正极，所述第五IGBT的栅极、第Ξ电磁 继电器和第四电磁继电器连接所述化C控制器的数字输出端。6. 根据权利要求1所述的基于冷热电系统的混合储能系统，其特征在于，所述采控电路 包括可调分级电压比较器、第Ξ运算放大器、第四运算放大器、第五电磁继电器和驱动电 路； 所述可调分级电压比较器包括整流二极管、稳流电感、测压电阻、续流二极管、第一运 算放大器、第二运算放大器、第一可调分压电容、第二可调分压电容和分压电容； 所述整流二极管的正极连接交流降压变压器低压侧火线，所述整流二极管的负极连接 所述稳流电感的正极，所述稳流电感的负极连接所述测压电阻的一端，所述测压电阻的另 一端接地，所述续流二极管与所述稳流电感和所述测压电阻的串联电路并联，所述第一运 算放大器的正极输入端和第二运算放大器的正极输入端连接所述稳流电感和所述测压电 阻的连接点，所述第一可调分压电容的正极连接采控电路参考电压，所述第一可调分压电 容的负极连接所述第二可调分压电容的正极，所述第二可调分压电容的正极连接所述分压 电容的正极，所述分压电容的负极接地，所述第一运算放大器的负极输入端连接所述第二 可调分压电容的正极，所述第二运算放大器的负极输入端连接所述分压电容的正极，所述 第一运算放大器的运放输出端和所述第二运算放大器的运放输出端连接化C控制器的数字 输入端，所述第Ξ运算放大器的正极输入端和所述第四运算放大器的负极输入端连接交流 降压变压器低压侧火线，所述第Ξ运算放大器的负极输入端和所述第四运算放大器的正极 输入端接地，所述第Ξ运算放大器的运放输出端和第四运算放大器的运放输出端分别通过 所述第五电磁继电器和所述驱动电路与所述变流滤波器的四个IGBT栅极相连。7. 采用权利要求1所述的基于冷热电系统的混合储能系统的混合储能方法，其特征在 于，包括W下步骤： 步骤1:设定系统初始化参数:设定交流母线对软化蓄电器进行储电或者对储热装置进 行电储热的电压阔值、软化蓄电器对交流母线提供电能或者市电向交流母线提供电能的电 压阔值、功率跟随器参考电压值和采控电路参考电压值； 步骤2:根据系统初始化参数确定控流可变电阻的端电压，从而得到控流可变电阻有效 电阻，根据系统初始化参数确定第一可调分压电容值和第二可调分压电容值； 步骤3:通过上位机设定软化蓄电器中铅蓄电池组上限阔值和下限阔值； 步骤4:设定软化升压电路的第五IGBT的通断周期T，确定采用市电分支逆变时第五 IGBT关断时间; 步骤5:断开各电磁继电器开关，闭合所述与冷热电联产系统和用户交流负载的交流母 线相连接的开关，PLC控制器对接触器输出闭合信号，闭合接触器； 步骤6:采集采控电路的第一运算放大器和第二运算放大器的逻辑输出值，采集软化蓄 电器中铅蓄电池组的电压，PLC通过逻辑判断交流母线的电压所在区间，对软化蓄电器和储 热装置的储放能模式进行控制； 步骤6.1:采集采控电路的第一运算放大器和第二运算放大器的逻辑输出值，采集软化 蓄电器中铅蓄电池组的电压； 步骤6.2:判断采控电路的第一运算放大器的逻辑输出值是否为高，若是，执行步骤 6.3，否则，执行步骤6.4; 步骤6.3:断开采控电路的第五电磁继电器，执行步骤7; 步骤6.4:判断采控电路的第二运算放大器的逻辑输出值是否为高，若是，执行步骤 6.5，否则，执行步骤6.10; 步骤6.5:判断软化蓄电器中铅蓄电池组的电压是否低于其下限阔值，若是，执行步骤 6.6，否则，执行步骤6.8; 步骤6.6:闭合软化升压器的第四电磁继电器，断开软化升压器的第Ξ电磁继电器； 步骤6.7:根据设定的软化升压电路的第五IGBT的通断周期T和采用市电供电时第五 IGBT关断时间对软化升压器的第五IGBT进行通断控制，执行步骤7; 步骤6.8:断开软化升压器的第四电磁继电器，闭合软化升压器的第Ξ电磁继电器； 步骤6.9:根据设定的软化升压电路的第五IGBT的通断周期T和软化蓄电器中铅蓄电池 组的电压计算采用软化蓄电器供电时软化升压器的第五IGBT的关断时间V/；，对软化升压 器的第五IGBT进行通断控制，执行步骤7; 步骤6.10:闭合采控电路的第五电磁继电器； 步骤7:采集软化蓄电器中铅蓄电池组的电压，PLC通过判断软化蓄电器铅蓄电池组的 储电状况，控制第一电磁继电器和第二电磁继电器，实现对储热装置和软化蓄电器进行储 能控制； 步骤7.1:采集软化蓄电器中铅蓄电池组的电压，判断采集的软化蓄电器中铅蓄电池组 的电压是否高于其上限阔值，若是，则执行步骤7.2,否则，执行步骤7.3; 步骤7.2:断开第一电磁继电器，闭合第二电磁继电器，功率跟随器的电力晶体管根据 交流母线电压有效值大小进行通断操作，实现对储热装置的储热控制，执行步骤8; 步骤7.3:闭合第一电磁继电器，断开第二电磁继电器，功率跟随器的电力晶体管根据 交流母线电压有效值大小进行通断操作，实现对软化蓄电器的储电控制； 步骤8:判断接触器开关是否关断，若是，则系统工作结束，否则，返回步骤6。
【专利摘要】本发明提供一种基于冷热电系统的混合储能系统及方法，该系统包括PLC控制器、上位机、变流滤波器、软化升压器、功率跟随器、软化蓄电器、桥式整流滤波电路、采控电路和储热装置；该方法为采集采控电路的第一运算放大器和第二运算放大器的逻辑输出值，采集软化蓄电器中铅蓄电池组的电压，PLC通过逻辑判断交流母线的电压所在区间，对软化蓄电器和储热装置的储放能模式进行控制；采集软化蓄电器中铅蓄电池组的电压，PLC通过判断软化蓄电器铅蓄电池组的储电状况，控制第一电磁继电器和第二电磁继电器，实现对储热装置和软化蓄电器进行储能控制。
【IPC分类】H02J3/28
【公开号】CN105576678
【申请号】CN201610111638
【发明人】孙秋野, 马大中, 王朋涛, 刘益辄, 高随随, 黄博南, 刘振伟, 王冰玉, 李宇阳
【申请人】东北大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年2月29日