一种太阳能发电混合储能系统的制作方法

1.本发明属于储能技术领域，特别涉及一种太阳能发电混合储能系统。


背景技术：

2.随着科学技术的不断发展，电能已经成为了人们生产和生活中重要的能源。储能系统作为电力系统的重要组成部分，是保证电力系统安全可靠的重要保障。目前，电力储能技术主要分为能量型储能和功率型储能两类。能量型储能充放电时间长，能量密度大，但循环寿命短，不能实现能量的快速补偿；功率型储能循环寿命长，功率密度大，适合用于快速、频繁充放电场所。因此，利用能量型储能与功率型储能的互补性，可以实现不同的技术需求。
3.本发明提出一种太阳能发电混合储能系统，采用超级电容与蓄电池组配合进行电能存储，根据采集的直流母线信号、微电网信号和超级电容信号确定超级电容和蓄电池组的工作状态，保证超级电容与直流母线间的功率平衡、超级电容与蓄电池组间的功率交换。


技术实现要素：

4.本发明提供一种太阳能发电混合储能系统，能够合理协调超级电容、蓄电池组工作，保证储能系统的工作效率和可靠性，实现电能快速补偿。
5.本发明具体为一种太阳能发电混合储能系统，所述混合储能系统包括太阳能电池板、直流母线、超级电容、蓄电池组、第一dc/dc变换器、第二dc/dc变换器、第三dc/dc变换器、控制处理单元、显示单元、信号采集单元、通信单元，所述太阳能电池板与所述第一dc/dc变换器、所述超级电容、所述第二dc/dc变换器、所述蓄电池组顺序连接，所述控制处理单元分别与所述第一dc/dc变换器、所述第二dc/dc变换器、所述第三dc/dc变换器、所述显示单元、所述信号采集单元、所述通信单元相连接，所述第三dc/dc变换器还与所述直流母线相连接，所述信号采集单元还分别与所述太阳能电池板、所述直流母线、所述超级电容、所述蓄电池组相连接；所述混合储能系统采用所述超级电容与所述蓄电池组配合进行电能存储，根据所述信号采集单元采集的信号合理控制，缩短所述混合储能系统充放电时间、提高使用寿命。
6.所述蓄电池组采用锂电池组。
7.所述第一dc/dc变换器、所述第二dc/dc变换器、所述第三dc/dc变换器采用双向dc/dc变换器进行电压转换，分别对所述超级电容、所述蓄电池组、输入所述直流系统的电能进行直接控制，实现所述超级电容与所述直流母线间的功率平衡、所述超级电容与所述蓄电池组间的功率交换。
8.所述信号采集单元采用电流传感器采集所述直流母线电流信号、所述太阳能电池板输出电流信号，采用电压传感器采集所述直流母线电压信号、所述太阳能电池板输出电压信号、所述超级电容端电压信号、所述蓄电池组端电压信号。
9.所述控制处理单元采用微处理器对所述信号采集单元采集的信息进行分析计算，
控制所述第一dc/dc变换器、所述第二dc/dc变换器、所述第三dc/dc变换器的工作状况，进而控制所述混合储能系统的工作状况：
10.根据所述直流母线电流信号、所述直流母线电压信号计算出所述直流母线消耗的功率；根据所述太阳能电池板输出电流信号、所述太阳能电池板输出电压信号计算出所述太阳能电池板提供的功率；判断所述直流母线消耗的功率是否大于所述太阳能电池板提供的功率，若是，控制所述第三dc/dc变换器工作，所述太阳能电池板向所述直流母线供电，控制所述第一dc/dc变换器工作，所述超级电容放电；若不是，控制所述第一dc/dc变换器工作，所述超级电容充电，将多余的功率存储起来；
11.进一步，判断所述直流母线电压信号是否在(u
e
‑
u
p
,u
e
+u
p
)范围内，若是，控制所述第一dc/dc变换器不工作，所述超级电容不工作；若不是，判断所述直流母线电压信号是否在(u
e
+u
p
,u2)范围内，若是，控制所述第一dc/dc变换器工作，所述超级电容充电；若不是，判断所述直流母线电压信号是否在(u
e
‑
u
p
,u1)范围内，若是，控制所述第一dc/dc变换器工作，所述超级电容放电；u
e
为所述直流母线额定电压值，u
p
为所述直流母线电压稳定裕度截止值，u1为所述直流母线电压第一截止值，u2为所述直流母线电压第二截止值；
12.进一步，判断所述超级电容端电压信号是否在(u
sc
‑
low
,u
sc
‑
high
)范围内，若是，所述超级电容的电荷量处于正常水平，既能够充电蓄能也能够放电释能，此时无需所述蓄电池组工作；若不是，判断所述超级电容端电压信号是否在(u
sc
‑
high
,u
max
)范围内，若是，所述超级电容的电荷量高，控制所述第二dc/dc变换器工作，所述蓄电池组充电；若不是，判断所述超级电容端电压信号是否在(u
min
,u
sc
‑
low
)范围内，若是，所述超级电容的电荷量低，控制所述第二dc/dc变换器工作，所述蓄电池组向所述超级电容充电；u
sc
‑
low
为所述超级电容电压第一参考值，u
sc
‑
high
为所述超级电容电压第二参考值，u
max
为所述超级电容最高工作电压，u
min
为所述超级电容最低工作电压；
13.进一步，判断所述蓄电池组端电压信号是否大于蓄电池组端电压第一参考值，若是，控制所述第二dc/dc变换器不工作；若不是，判断所述蓄电池组端电压信号是否小于蓄电池组端电压第二参考值，若是，控制所述第二dc/dc变换器工作，向所述蓄电池组充电。
14.所述控制处理单元还包含输入输出接口，通过所述输入输出接口进行参数设置和数据导出。
15.所述显示单元采用lcd显示屏显示所述混合储能系统的工作状况和数据信息；所述通信单元采用无线通信技术将所述混合储能系统的信上传至远程监控中心，同时能够接收所述远程监控中心的控制指令。
16.与现有技术相比，有益效果是：所述混合储能系统采用超级电容与蓄电池组配合进行电能存储，根据信号采集单元采集的信号进行合理控制，保证储能系统安全可靠的工作，缩短储能系统充放电时间、提高使用寿命。
附图说明
17.图1为本发明一种太阳能发电混合储能系统的结构示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图对本发明一种太阳能发电混合储能系统的具体实施方式做详细阐
述。
19.如图1所示，本发明的混合储能系统包括太阳能电池板、直流母线、超级电容、蓄电池组、第一dc/dc变换器、第二dc/dc变换器、第三dc/dc变换器、控制处理单元、显示单元、信号采集单元、通信单元，所述太阳能电池板与所述第一dc/dc变换器、所述超级电容、所述第二dc/dc变换器、所述蓄电池组顺序连接，所述控制处理单元分别与所述第一dc/dc变换器、所述第二dc/dc变换器、所述第三dc/dc变换器、所述显示单元、所述信号采集单元、所述通信单元相连接，所述第三dc/dc变换器还与所述直流母线相连接，所述信号采集单元还分别与所述太阳能电池板、所述直流母线、所述超级电容、所述蓄电池组相连接；所述混合储能系统采用所述超级电容与所述蓄电池组配合进行电能存储，根据所述信号采集单元采集的信号合理控制，缩短所述混合储能系统充放电时间、提高使用寿命。
20.所述蓄电池组采用锂电池组。
21.所述第一dc/dc变换器、所述第二dc/dc变换器、所述第三dc/dc变换器采用双向dc/dc变换器进行电压转换，分别对所述超级电容、所述蓄电池组、输入所述直流系统的电能进行直接控制，实现所述超级电容与所述直流母线间的功率平衡、所述超级电容与所述蓄电池组间的功率交换。
22.所述信号采集单元采用电流传感器采集所述直流母线电流信号、所述太阳能电池板输出电流信号，采用电压传感器采集所述直流母线电压信号、所述太阳能电池板输出电压信号、所述超级电容端电压信号、所述蓄电池组端电压信号。
23.所述控制处理单元采用微处理器对所述信号采集单元采集的信息进行分析计算，控制所述第一dc/dc变换器、所述第二dc/dc变换器、所述第三dc/dc变换器的工作状况，进而控制所述混合储能系统的工作状况：
24.根据所述直流母线电流信号、所述直流母线电压信号计算出所述直流母线消耗的功率；根据所述太阳能电池板输出电流信号、所述太阳能电池板输出电压信号计算出所述太阳能电池板提供的功率；判断所述直流母线消耗的功率是否大于所述太阳能电池板提供的功率，若是，控制所述第三dc/dc变换器工作，所述太阳能电池板向所述直流母线供电，控制所述第一dc/dc变换器工作，所述超级电容放电；若不是，控制所述第一dc/dc变换器工作，所述超级电容充电，将多余的功率存储起来；
25.为了防止功率的小范围波动和剧烈变化，设置直流母线电压稳定裕度截止值和电压截止值，保证储能的稳定性和可靠性：判断所述直流母线电压信号是否在(u
e
‑
u
p
,u
e
+u
p
)范围内，若是，控制所述第一dc/dc变换器不工作，所述超级电容不工作；若不是，判断所述直流母线电压信号是否在(u
e
+u
p
,u2)范围内，若是，控制所述第一dc/dc变换器工作，所述超级电容充电；若不是，判断所述直流母线电压信号是否在(u
e
‑
u
p
,u1)范围内，若是，控制所述第一dc/dc变换器工作，所述超级电容放电；u
e
为所述直流母线额定电压值，u
p
为所述直流母线电压稳定裕度截止值，u1为所述直流母线电压第一截止值，u2为所述直流母线电压第二截止值；
26.根据所述超级电容端电压信号和所述所述蓄电池组端电压信号所在的数值范围，确定所述超级电容和所述蓄电池组的具体工作状况，保证工作的安全可靠性：
27.判断所述超级电容端电压信号是否在(u
sc
‑
low
,u
sc
‑
high
)范围内，若是，所述超级电容的电荷量处于正常水平，既能够充电蓄能也能够放电释能，此时无需所述蓄电池组工作；
若不是，判断所述超级电容端电压信号是否在(u
sc
‑
high
,u
max
)范围内，若是，所述超级电容的电荷量高，控制所述第二dc/dc变换器工作，所述蓄电池组充电；若不是，判断所述超级电容端电压信号是否在(u
min
,u
sc
‑
low
)范围内，若是，所述超级电容的电荷量低，控制所述第二dc/dc变换器工作，所述蓄电池组向所述超级电容充电；u
sc
‑
low
为所述超级电容电压第一参考值，u
sc
‑
high
为所述超级电容电压第二参考值，u
max
为所述超级电容最高工作电压，u
min
为所述超级电容最低工作电压；
28.判断所述蓄电池组端电压信号是否大于蓄电池组端电压第一参考值，若是，控制所述第二dc/dc变换器不工作；若不是，判断所述蓄电池组端电压信号是否小于蓄电池组端电压第二参考值，若是，控制所述第二dc/dc变换器工作，向所述蓄电池组充电。
29.所述控制处理单元还包含输入输出接口，通过所述输入输出接口进行参数设置和数据导出。
30.所述显示单元采用lcd显示屏显示所述混合储能系统的工作状况和数据信息；所述通信单元采用无线通信技术将所述混合储能系统的信上传至远程监控中心，同时能够接收所述远程监控中心的控制指令。
31.最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。