系統(tǒng)存儲電能的實時平衡，直 流母線電能的檢測是必不可少的前提條件，它是實現(xiàn)準(zhǔn)確判斷狀態(tài)切換控制的基礎(chǔ)；根據(jù) 直流母線及獨立光伏直流微網(wǎng)系統(tǒng)的特點，提出了直流微網(wǎng)電能檢測方法，所述的電能檢 測方法是：
[0035] 通過實時檢測直流母線的電壓或者光伏電池輸出的電壓是否跌落，來判斷是否需 要混合儲能系統(tǒng)放電；同時，還增加對光伏電源，即經(jīng)功率二極管與直流母線相連的輸出電 壓的檢測，當(dāng)光伏電池的輸出電壓小于48V時，混合儲能系統(tǒng)需要向直流母線放電；相應(yīng) 地，在直流母線電壓或光伏電池輸出電壓出現(xiàn)隆起時可以向混合儲能系統(tǒng)充電；由此，可以 通過檢測直流母線電壓或光伏電源輸出電壓的波動情況即可判斷各狀態(tài)間是否需要切換。
[0036] 本發(fā)明中混合儲能系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)是指直流母線負(fù)載所需電能與光伏電池發(fā)出的電 能恰好匹配，混合儲能系統(tǒng)處于即不充電也不放電的狀態(tài)，與超級電容器和蓄電池相連的 兩個雙向Buck/Boost變換器不工作。混合儲能系統(tǒng)在運行時，主要可分穩(wěn)態(tài)、充電狀態(tài)和 放電狀態(tài)。充電狀態(tài)又可分為超級電容器或蓄電池單獨充電狀態(tài)和二者聯(lián)合充電狀態(tài)；放 電狀態(tài)則可分為超級電容器或蓄電池單獨放電狀態(tài)和二者聯(lián)合放電狀態(tài)。
[0037] 圖4所示，一種利用權(quán)利要求4所述混合儲能系統(tǒng)電能檢測進行系統(tǒng)狀態(tài)切換與 控制的方法，所述的系統(tǒng)狀態(tài)包括穩(wěn)態(tài)、充電狀態(tài)以及放電狀態(tài)，所述的系統(tǒng)狀態(tài)切換與控 制的方法主要包括：
[0038] 混合儲能系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時檢測到直流母線電能富裕，并轉(zhuǎn)換為充電的切換控制；
[0039] 在穩(wěn)態(tài)時檢測到直流母線需要電能，并轉(zhuǎn)換為放電的切換控制；
[0040] 在充電過程中檢測到直流母線需要電能，并轉(zhuǎn)換為放電的切換控制；
[0041] 在放電過程中檢測到直流母線需要電能，并轉(zhuǎn)換為放電的切換控制；
[0042] 在放電過程中檢測到直流母線電能富裕，并轉(zhuǎn)換為充電的切換控制。
[0043] 本發(fā)明進一步實施例是：所述的系統(tǒng)狀態(tài)切換與控制的方法中：
[0044] 當(dāng)檢測到直流母線電壓突然隆起或者通過檢測光伏電池輸出的電壓變高時，系統(tǒng) 須從穩(wěn)態(tài)或放電狀態(tài)切換至充電狀態(tài)，然后系統(tǒng)通過判斷電壓隆起的大小來確定何種充電 狀態(tài)；
[0045] 當(dāng)電壓隆起較小時切換至蓄電池單獨充電狀態(tài)；
[0046] 當(dāng)電壓隆起較大時則切換至超級電容器單獨充電狀態(tài)，此時超級電容器功率密度 的特點得到充分發(fā)揮；當(dāng)電壓隆起很大時就切換至二者聯(lián)合充電，此時超級電容器可短時 吸收較大電流，再加上蓄電池可以吸收一定的電流，因此可較快地平抑掉電壓的隆起；
[0047] 若在超級電容器或蓄電池單獨充電狀態(tài)時，系統(tǒng)的直流母線或光伏電源輸出的電 壓經(jīng)歷不降反升的情況時，則單獨充電狀態(tài)直接轉(zhuǎn)換至二者聯(lián)合充電狀態(tài)；
[0048] 而當(dāng)檢測母線或光伏電源輸出的隆起電壓回復(fù)到正常時，系統(tǒng)則須回復(fù)到穩(wěn)態(tài)；
[0049] 當(dāng)系統(tǒng)檢測到母線的電壓或光伏電池輸出的電壓出現(xiàn)跌落時，系統(tǒng)須從穩(wěn)態(tài)或充 電狀態(tài)切換至放電狀態(tài)；此時，可根據(jù)電壓跌落的程度判斷應(yīng)切換至何種放電狀態(tài)，當(dāng)電壓 跌落較小時，系統(tǒng)可切換至蓄電池單獨放電狀態(tài)；當(dāng)電壓跌落較大時則切換至超級電容器 單獨放電狀態(tài)；當(dāng)電壓跌落很大時就切換至二者聯(lián)合放電狀態(tài)；
[0050] 若在放電過程中，直流母線或光伏電源輸出的電壓，不升反降時，則單獨放電狀態(tài) 直接轉(zhuǎn)換至二者聯(lián)合放電狀態(tài)；
[0051] 而當(dāng)檢測母線或光伏電源輸出的跌落電壓回復(fù)到正常時，系統(tǒng)則須回復(fù)到穩(wěn)態(tài)。
【主權(quán)項】
1. 一種用于光伏發(fā)電的混合儲能系統(tǒng)，它主要由光伏電源連接至帶有負(fù)載的直流母 線，其特征在于所述的直流母線上還分別連接有主要由超級電容器和蓄電池構(gòu)成的儲能機 構(gòu)，且所述的超級電容器和蓄電池分別通過各自的雙向Buck/Boost變換器連接在所述的 直流母線上。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光伏發(fā)電的混合儲能系統(tǒng)，其特征在于所述的直流母線 上、超級電容器和蓄電池與各自雙向Buck/Boost變換器的連接線路上分別通過并接檢測 線路，并通過信號調(diào)理電路連接于帶有ADC轉(zhuǎn)換器的DSP控制器上，所述的DSP控制器又通 過兩路驅(qū)動電路分別連接受控的、實現(xiàn)超級電容器和蓄電池各自充電或放電的兩個Buck/ Boost變換器。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于光伏發(fā)電的混合儲能系統(tǒng)，其特征在于所述的DSP控 制器上配置有鍵盤和IXD顯示及人際交互界面，其中鍵盤采用4X4鍵盤，IXD顯示使用 IXD12864黑白液晶顯示器；另在所述DSP控制器上配置有可實現(xiàn)與其他設(shè)備信息交互串口 的通訊模塊，且該通訊模塊與一可將混合儲能系統(tǒng)中的相參數(shù)實時上傳、通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠(yuǎn) 程的監(jiān)控與調(diào)度的PC機無線通訊連接。4. 一種用于權(quán)利要求2或3所述混合儲能系統(tǒng)的電能檢測方法，其特征在于所述的電 能檢測方法是： 通過實時檢測直流母線的電壓或者光伏電池輸出的電壓是否跌落，來判斷是否需要混 合儲能系統(tǒng)放電；同時，還增加對光伏電源，即經(jīng)功率二極管與直流母線相連的輸出電壓的 檢測，當(dāng)光伏電池的輸出電壓小于48V時，混合儲能系統(tǒng)需要向直流母線放電；相應(yīng)地，在 直流母線電壓或光伏電池輸出電壓出現(xiàn)隆起時可以向混合儲能系統(tǒng)充電；由此，可以通過 檢測直流母線電壓或光伏電源輸出電壓的波動情況即可判斷各狀態(tài)間是否需要切換。5. -種利用權(quán)利要求4所述混合儲能系統(tǒng)電能檢測進行系統(tǒng)狀態(tài)切換與控制的方法， 所述的系統(tǒng)狀態(tài)包括穩(wěn)態(tài)、充電狀態(tài)以及放電狀態(tài)，其特征在于所述的系統(tǒng)狀態(tài)切換與控 制的方法主要包括： 混合儲能系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時檢測到直流母線電能富裕，并轉(zhuǎn)換為充電的切換控制； 在穩(wěn)態(tài)時檢測到直流母線需要電能，并轉(zhuǎn)換為放電的切換控制； 在充電過程中檢測到直流母線需要電能，并轉(zhuǎn)換為放電的切換控制； 在放電過程中檢測到直流母線需要電能，并轉(zhuǎn)換為放電的切換控制； 在放電過程中檢測到直流母線電能富裕，并轉(zhuǎn)換為充電的切換控制。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)狀態(tài)切換與控制的方法，其特征在于所述的系統(tǒng)狀態(tài)切 換與控制的方法中： 當(dāng)檢測到直流母線電壓突然隆起或者通過檢測光伏電池輸出的電壓變高時，系統(tǒng)須 從穩(wěn)態(tài)或放電狀態(tài)切換至充電狀態(tài)，然后系統(tǒng)通過判斷電壓隆起的大小來確定何種充電狀 態(tài)； 當(dāng)電壓隆起較小時切換至蓄電池單獨充電狀態(tài)； 當(dāng)電壓隆起較大時則切換至超級電容器單獨充電狀態(tài)，此時超級電容器功率密度的特 點得到充分發(fā)揮；當(dāng)電壓隆起很大時就切換至二者聯(lián)合充電，此時超級電容器可短時吸收 較大電流，再加上蓄電池可以吸收一定的電流，因此可較快地平抑掉電壓的隆起； 若在超級電容器或蓄電池單獨充電狀態(tài)時，系統(tǒng)的直流母線或光伏電源輸出的電壓經(jīng) 歷不降反升的情況時，則單獨充電狀態(tài)直接轉(zhuǎn)換至二者聯(lián)合充電狀態(tài)； 而當(dāng)檢測母線或光伏電源輸出的隆起電壓回復(fù)到正常時，系統(tǒng)則須回復(fù)到穩(wěn)態(tài)； 當(dāng)系統(tǒng)檢測到母線的電壓或光伏電池輸出的電壓出現(xiàn)跌落時，系統(tǒng)須從穩(wěn)態(tài)或充電狀 態(tài)切換至放電狀態(tài)；此時，可根據(jù)電壓跌落的程度判斷應(yīng)切換至何種放電狀態(tài)，當(dāng)電壓跌落 較小時，系統(tǒng)可切換至蓄電池單獨放電狀態(tài)；當(dāng)電壓跌落較大時則切換至超級電容器單獨 放電狀態(tài)；當(dāng)電壓跌落很大時就切換至二者聯(lián)合放電狀態(tài)； 若在放電過程中，直流母線或光伏電源輸出的電壓，不升反降時，則單獨放電狀態(tài)直接 轉(zhuǎn)換至二者聯(lián)合放電狀態(tài)； 而當(dāng)檢測母線或光伏電源輸出的跌落電壓回復(fù)到正常時，系統(tǒng)則須回復(fù)到穩(wěn)態(tài)。
【專利摘要】一種用于光伏發(fā)電的混合儲能系統(tǒng)，它主要由光伏電源連接至帶有負(fù)載的直流母線，所述的直流母線上還分別連接有主要由超級電容器和蓄電池構(gòu)成的儲能機構(gòu)，且所述的超級電容器和蓄電池分別通過各自的雙向Buck/Boost變換器連接在所述的直流母線上；所述的直流母線上、超級電容器和蓄電池與各自雙向Buck/Boost變換器的連接線路上分別通過并接檢測線路，并通過信號調(diào)理電路連接于帶有ADC轉(zhuǎn)換器的DSP控制器上，所述的DSP控制器又通過兩路驅(qū)動電路分別連接兩個Buck/Boost變換器；所述的電能檢測是：通過實時檢測直流母線的電壓或者光伏電池輸出的電壓是否跌落，來判斷是否需要混合儲能系統(tǒng)放電。
【IPC分類】H02J7/34, H02S10/20
【公開號】CN105048619
【申請?zhí)枴緾N201510473647
【發(fā)明人】溫鎮(zhèn), 許金明, 張勇, 朱丹, 王法, 唐昕, 梁煒, 夏正青, 張建俊, 錢偉杰, 張唯真, 曾東, 肖民, 張昕
【申請人】國網(wǎng)浙江省電力公司嘉興供電公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月5日