新能源微電網(wǎng)儲能系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于移動儲能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新能源微電網(wǎng)儲能系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]新能源微電網(wǎng)發(fā)電具有小型化、模塊化、地域分布較為廣泛以及靠近需求側(cè)等特點，具有能源利用率較高、低污染、安裝靈活、便于電力調(diào)度及可增加電力系統(tǒng)可靠和靈活性，被作為大電網(wǎng)運行的有效補充和強力支撐。但是，新能源微電網(wǎng)發(fā)電的應(yīng)用對電網(wǎng)的潮流方向產(chǎn)生一定影響。傳統(tǒng)電網(wǎng)的潮流流向是單一方向，即發(fā)電廠母線指向負(fù)荷，而新能源微電網(wǎng)電源接入后，電網(wǎng)潮流可能出現(xiàn)雙向流動;新能源微電網(wǎng)電源具有間歇性、不確定性等問題，其接入后，會對整個電網(wǎng)的穩(wěn)定性、網(wǎng)絡(luò)損耗及電能質(zhì)量等產(chǎn)生較大影響。新能源發(fā)電功率具有波動性和不確定性，需要利用儲能系統(tǒng)進(jìn)行功率調(diào)控。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提出一種新能源微電網(wǎng)儲能系統(tǒng)，通過鋰電池和超級電容混合儲能系統(tǒng)，解決了微電網(wǎng)接入電網(wǎng)對電網(wǎng)的沖擊，造成電網(wǎng)穩(wěn)定性差、網(wǎng)絡(luò)損耗的問題。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種新能源微電網(wǎng)儲能系統(tǒng)，包括光伏發(fā)電單元、混合儲能裝置、負(fù)荷和電源控制系統(tǒng)，光伏發(fā)電單元包括光伏陣列和發(fā)電控制器，光伏陣列經(jīng)發(fā)電控制器與直流母線連接，并通過并網(wǎng)逆變器接入電網(wǎng)，混合儲能裝置包括鋰電池儲能系統(tǒng)和超級電容儲能系統(tǒng)，鋰電池和超級電容器各自通過DC/DC雙向變換器并入系統(tǒng)母線，負(fù)荷經(jīng)DC/DC控制器或者AC/DC控制器并入系統(tǒng)母線，電源控制系統(tǒng)連接光伏發(fā)電單元和混合儲能裝置，控制混合儲能裝置的充放電過程。所述電源控制系統(tǒng)包括第一中央管理單元、第一控制器、第二控制器、儲能控制器和參數(shù)采樣單元，第一中央管理單元通過儲能控制器分別連接至第一控制器和第二控制器，儲能控制器連接混合儲能系統(tǒng)，第一控制器連接并網(wǎng)逆變器，第二控制器連接發(fā)電控制器。所述儲能控制器包括第二中央管理單元、第三控制器和第四控制器，第三控制器連接鋰電池儲能系統(tǒng)，第四控制器連接超級電容儲能系統(tǒng)。所述采樣單元包括電壓參數(shù)采樣單元和電流參數(shù)采樣單元，所述電壓采樣參數(shù)包括光伏電池出口工作電壓、系統(tǒng)母線電壓、超級電容器出口側(cè)電壓，電流采樣參數(shù)包括光伏陣列輸出電流、超級電容器輸出電流及鋰電池輸出電流。所述電流采樣單元采用霍爾電流傳感器。所述DC/DC雙向變換器采用2個絕緣柵雙極型晶體管集成的半橋模塊。
[0005]本發(fā)明有益效果是:通過電源控制系統(tǒng)對微電網(wǎng)的各模塊的工作電壓和電流進(jìn)行采集，調(diào)控儲能系統(tǒng)的充放電過程，提高了微電網(wǎng)接入電網(wǎng)的穩(wěn)定性，減小網(wǎng)絡(luò)損耗。
【附圖說明】
[0006]下面對本說明書附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡要說明:
[0007]圖1是本發(fā)明的【具體實施方式】的混合儲能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0008]圖2是本發(fā)明的【具體實施方式】的混合儲能系統(tǒng)電源控制結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0009]下面對照附圖，通過對實施例的描述，本發(fā)明的【具體實施方式】如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。
[0010]本發(fā)明提供的新能源微電網(wǎng)儲能系統(tǒng)包括光伏發(fā)電單元、混合儲能裝置、負(fù)荷和電源控制系統(tǒng)，光伏發(fā)電單元包括光伏陣列和發(fā)電控制器，光伏陣列經(jīng)發(fā)電控制器與直流母線連接;混合儲能裝置包括鋰電池儲能系統(tǒng)和超級電容儲能系統(tǒng)，鋰電池和超級電容器各自通過DC/DC雙向變換器并入系統(tǒng)母線，混合儲能裝置作為平衡節(jié)點，起到調(diào)整直流母線電壓，維持系統(tǒng)功率平衡的作用。直流負(fù)荷直接或經(jīng)DC/DC控制器并入系統(tǒng)母線，交流負(fù)荷經(jīng)AC/DC控制器并入系統(tǒng)母線，根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)確定減載時切除負(fù)荷的順序。
[0011]如圖1，為本發(fā)明的混合儲能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，DC/DC雙向變換器是混合儲能系統(tǒng)的核心，是實現(xiàn)混合儲能系統(tǒng)能量管理的關(guān)鍵。由于降壓/升壓(Buck/Boost)雙向變換器僅有
2個功率半導(dǎo)體器件(集成在一個絕緣柵雙極晶體管(IGBT)半橋模塊中)，不包含變壓器，結(jié)構(gòu)緊湊，體積較小，工作效率較高。
[0012]如圖2，為本發(fā)明混合儲能電源控制結(jié)構(gòu)，間歇式電源的控制可以分為2個層次:系統(tǒng)級的第一中央管理單元的控制和本地的控制器，本地控制器包括第一控制器和第二控制器和儲能控制器，中央管理單元依據(jù)所采集的數(shù)據(jù)，結(jié)合相關(guān)運行標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)的運行狀況做出該間歇式電源的運行決策，并以控制指令的方式進(jìn)行控制。第一控制器連接并網(wǎng)逆變器，根據(jù)中央管理單元的指令調(diào)節(jié)間歇式電源輸出功率Po的大?。坏诙刂破鬟B接至發(fā)電控制器，使光伏陣列發(fā)電裝置工作在最大效率跟蹤模式，提高光伏發(fā)電效率。
[0013]儲能控制器用于控制混合儲能系統(tǒng)的能量管理，儲能控制器同電源控制器，包括兩個層次，即第二中央管理單元和混合儲能系統(tǒng)的本地控制，混合儲能系統(tǒng)的本地控制包括第三控制器和第四控制器，第三控制器用于控制鋰電池儲能系統(tǒng)的能源管理，第四控制器用于控制超級電容儲能系統(tǒng)的能源管理。
[0014]第二中央管理單元控制以鋰電池儲能系統(tǒng)為核心，結(jié)合間歇式電源的運行狀態(tài)，通過控制間歇式電源的輸出功率Po的大小，間接控制流經(jīng)混合儲能系統(tǒng)的功率丹的大小。當(dāng)鋰電池的儲能量過低時，第二中央管理單元根據(jù)光伏電源輸出功率P2的大小調(diào)節(jié)Po，結(jié)合本地控制，對鋰電池進(jìn)行充電，在必要時可以使并網(wǎng)逆變器運行在整流狀態(tài)下，從電網(wǎng)吸收電能給鋰電池充電，從而保證混合儲能系統(tǒng)的儲能量維持在合理的水平，確保間歇式電源的正常運行。
[0015]電源控制系統(tǒng)還包括各參數(shù)采集模塊，光伏電池出口的工作電壓檢測是為提供計算依據(jù);系統(tǒng)母線電壓檢測能夠向超級電容器儲能正常動作提供工作閾值;超級電容器出口側(cè)電壓采樣是向鋰電池儲能提供工作閾值。同時，系統(tǒng)各部分地電壓檢測也是作為軟件保護(hù)參考定值設(shè)置的重要依據(jù)。
[0016]同時，電源控制系統(tǒng)還需對光伏陣列輸出電流、超級電容器輸出電流及鋰電池輸出電流進(jìn)行檢測，需采集電流值，進(jìn)行系統(tǒng)軟件保護(hù)設(shè)置。電流采樣過程對采樣