專利名稱：一種光伏并網(wǎng)發(fā)電的超級電容器和蓄電池混合儲能能量管理電路的制作方法
技術領域：
—種光伏并網(wǎng)發(fā)電的超級電容器和蓄電池混合儲能能量管理電路技術領域[0001]本發(fā)明涉及新能源控制與應用技術領域，特別涉及一種光伏并網(wǎng)發(fā)電的超級電容器和蓄電池混合儲能能量管理電路。
背景技術：
[0002]在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，光伏陣列由于日照強度、環(huán)境溫度等自然條件的變化而不能持續(xù)、穩(wěn)定地輸出電能，導致光伏發(fā)電系統(tǒng)存在穩(wěn)定性問題，難以很好地跟蹤負荷的變化。因而，在系統(tǒng)中配置一定容量的儲能裝置對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)具有重要意義，儲能裝置能起到穩(wěn)定光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率的作用，使得系統(tǒng)在發(fā)電功率或負荷功率波動較大時， 仍然能夠保持較好的穩(wěn)定性，增加系統(tǒng)在信號擾動時的穩(wěn)定性能。[0003]現(xiàn)有技術中，通常使用蓄電池作為儲能裝置，當發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)大信號擾動時，通過由蓄電池放電和對蓄電池充電來釋放或者吸收短時峰值功率，從而確保系統(tǒng)的輸出功率穩(wěn)定。因此，配置適當容量蓄電池作為儲能裝置的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)可以提高輸出功率的穩(wěn)定性，還能增加系統(tǒng)的可調度性，可以在特定的時間提供所需的電能，而不必考慮此時光伏陣列的發(fā)電功率，同時也是解決諸如電壓脈沖、跌落、涌流和瞬時供電中斷等動態(tài)電能質量問題的有效途徑之一。[0004]然而，由于蓄電池儲能是通過化學反應實現(xiàn)，其老化速度與充放電敏感度，使用壽命與充放電次數(shù)有直接關系，而在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，光伏陣列的輸出功率會隨日照強度、環(huán)境溫度等自然條件而頻繁變化，蓄電池會進行頻繁的充放電，從而導致光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中蓄電池存在老化速度快、壽命短和系統(tǒng)維護成本高等缺點。發(fā)明內容[0005]本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術中的不足之處而提供一種光伏并網(wǎng)發(fā)電的超級電容器和蓄電池混合儲能能量管理電路，該光伏并網(wǎng)發(fā)電的超級電容器和蓄電池混合儲能能量管理電路，通過同時使用蓄電池和超級電容器作為光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的儲能裝置，通過對蓄電池和超級電容器有效的能量管理，從而大幅度減少蓄電池的充放電次數(shù)，延長蓄電池的使用壽命。[0006]為此給出一種光伏并網(wǎng)發(fā)電的超級電容器和蓄電池混合儲能能量管理電路，包括光伏陣列、蓄電池和并網(wǎng)逆變器，光伏陣列通過直流母線與并網(wǎng)逆變器連接，蓄電池接于直流母線的正、負極之間，在蓄電池與直流母線之間接有第一檢測控制電路；有超級電容器通過第二檢測控制電路接在直流母線的正、負極之間；[0007]第一檢測控制電路用于當檢測到直流母線電壓 Ue相對于期望值CZe的波動大于預設值S時，啟用蓄電池進行充放電以維持直流母線的電壓穩(wěn)定在期望值 /0 ;第一檢測控制電路用于當檢測到直流母線電壓Ue相對于期望值Ue的波動小于預設值$時，不接通蓄電池和直流母線；[0008]超級電容器由第二檢測控制電路控制用于維持直流母線的電壓穩(wěn)定在期望值Ue。[0009]在直流母線的正、負極之間接有濾波電容。[0010]蓄電池為鉛酸電池或者鎳鎘電池或者鋰電池。[0011]本發(fā)明的一種光伏并網(wǎng)發(fā)電的超級電容器和蓄電池混合儲能能量管理電路的有益效果是，通過同時使用蓄電池和超級電容器作為光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的儲能裝置，利用蓄電池儲容量大、成本低和超級電容器功率密度高、壽命長的特點，對蓄電池和超級電容器進行有效的能量管理，使超級電容器用于持續(xù)維持直流母線電壓CZc7穩(wěn)定在期望值￡/6，而只在直流母線電壓%相對于期望值CZe的波動大于預設值J時，才啟用蓄電池進行充放電以維持直流母線的電壓穩(wěn)定在期望值i/e，直流母線電壓相對于期望值CZg的波動 小于預設值5時不需接通蓄電池和直流母線，從而大幅度減少蓄電池的充放電次數(shù)，延長蓄電池的使用壽命。


[0012]圖I是一種光伏并網(wǎng)發(fā)電的超級電容器和蓄電池混合儲能能量管理電路的電路示意圖。[0013]圖2是蓄電池和超級電容器能量管理控制曲線。
具體實施方式
[0014]本實施例的一種光伏并網(wǎng)發(fā)電的超級電容器和蓄電池混合儲能能量管理電路如圖I所示，包括光伏陣列、蓄電池和并網(wǎng)逆變器，光伏陣列通過直流母線與并網(wǎng)逆變器連接，蓄電池接于直流母線的正、負極之間，在蓄電池與直流母線之間接有第一檢測控制電路；有超級電容器通過第二檢測控制電路接在直流母線的正、負極之間；[0015]第一檢測控制電路用于當檢測到直流母線電壓Ue相對于期望值Ue的波動大于預設值J時，啟用蓄電池進行充放電以維持直流母線的電壓穩(wěn)定在期望值% ;第一檢測控制電路用于當檢測到直流母線電壓相對于期望值i/e的波動小于預設值$時，不接通蓄電池和直流母線；[0016]超級電容器由第二檢測控制電路控制用于維持直流母線的電壓穩(wěn)定在期望值K。[0017]本發(fā)明的一種光伏并網(wǎng)發(fā)電的超級電容器和蓄電池混合儲能能量管理電路的有益效果是，通過同時使用蓄電池和超級電容器作為光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的儲能裝置，利用蓄電池儲容量大、成本低和超級電容器功率密度高、壽命長的特點，對蓄電池和超級電容器進行有效的能量管理，使超級電容器用于持續(xù)維持直流母線電壓穩(wěn)定在期望值!7e，而 只在直流母線電壓%相對于期望值I7e的波動大于預設值j時，才啟用蓄電池進行充放
電以維持直流母線的電壓穩(wěn)定在期望值，直流母線電壓乙/^相對于期望值1/0的波動
小于預設值5時不需接通蓄電池和直流母線，從而大幅度減少蓄電池的充放電次數(shù)，延長 蓄電池的使用壽命。在直流母線的正、負極之間接有濾波電容C1。蓄電池為鉛酸電池或者鎳鎘電池或者鋰電池。成本較低。光伏陣列把太陽能轉換為直流電能，并網(wǎng)逆變器把直流電能轉換為交流電能送入 市電網(wǎng)。在并網(wǎng)發(fā)電過程中，為了抑制光伏陣列輸出功率波動對并網(wǎng)功率的影響，系統(tǒng)的
控制目標設定為維持直流母線的電壓的穩(wěn)定，即控制直流母線的電壓等于期望值 Ue。色Uc < Ug時，儲能裝置釋放能量使1^上升 ’芻uc > ue時，儲能裝置吸收能量 使
權利要求1.一種光伏并網(wǎng)發(fā)電的超級電容器和蓄電池混合儲能能量管理電路，包括光伏陣列、蓄電池和并網(wǎng)逆變器，光伏陣列通過直流母線與并網(wǎng)逆變器連接，蓄電池接于直流母線的正、負極之間，其特征是，在蓄電池與直流母線之間接有第一檢測控制電路；有超級電容器通過第二檢測控制電路接在直流母線的正、負極之間； 第一檢測控制電路用于當檢測到直流母線電壓U。相對于期望值Ue的波動大于預設值δ時，啟用蓄電池進行充放電以維持直流母線的電壓穩(wěn)定在期望值比；第一檢測控制電路用于當檢測到直流母線電壓Uc相對于期望值U6的波動小于預設值δ時，不接通蓄電池和直流母線； 超級電容器由第二檢測控制電路控制用于維持直流母線的電壓穩(wěn)定在期望值Ue。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種光伏并網(wǎng)發(fā)電的超級電容器和蓄電池混合儲能能量管理電路，其特征是，在直流母線的正、負極之間接有濾波電容。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種光伏并網(wǎng)發(fā)電的超級電容器和蓄電池混合儲能能量管理電路，其特征是，蓄電池為鉛酸電池或者鎳鎘電池或者鋰電池。
專利摘要一種光伏并網(wǎng)發(fā)電的超級電容器和蓄電池混合儲能能量管理電路，涉及新能源控制與應用技術領域，其在蓄電池與直流母線之間接有第一檢測控制電路；有超級電容器通過第二檢測控制電路接在直流母線的正、負極之間，通過同時使用蓄電池和超級電容器作為光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的儲能裝置，利用蓄電池儲容量大、成本低和超級電容器功率密度高、壽命長的特點，對蓄電池和超級電容器進行有效的能量管理，從而大幅度減少蓄電池的充放電次數(shù)，延長蓄電池的使用壽命。
文檔編號H02J15/00GK202817783SQ201220502788
公開日2013年3月20日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權日2012年9月27日
發(fā)明者徐海波, 徐順剛 申請人:廣東易事特電源股份有限公司