一种光伏并网发电的超级电容器和蓄电池混合储能能量管理电路，涉及新能源控制与应用技术领域，其在蓄电池与直流母线之间接有第一检测控制电路；有超级电容器通过第二检测控制电路接在直流母线的正、负极之间，通过同时使用蓄电池和超级电容器作为光伏并网发电系统的储能装置，利用蓄电池储容量大、成本低和超级电容器功率密度高、寿命长的特点，对蓄电池和超级电容器进行有效的能量管理，从而大幅度减少蓄电池的充放电次数，延长蓄电池的使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源控制与应用
，特别涉及一种光伏并网发电的超级电容器和蓄电池混合储能能量管理电路。
技术介绍
在光伏并网发电系统中，光伏阵列由于日照强度、环境温度等自然条件的变化而不能持续、稳定地输出电能，导致光伏发电系统存在稳定性问题，难以很好地跟踪负荷的变化。因而，在系统中配置一定容量的储能装置对光伏并网发电系统具有重要意义，储能装置能起到稳定光伏发电系统输出功率的作用，使得系统在发电功率或负荷功率波动较大时，仍然能够保持较好的稳定性，增加系统在信号扰动时的稳定性能。 现有技术中，通常使用蓄电池作为储能装置，当发电系统出现大信号扰动时，通过由蓄电池放电和对蓄电池充电来释放或者吸收短时峰值功率，从而确保系统的输出功率稳定。因此，配置适当容量蓄电池作为储能装置的光伏并网发电系统可以提高输出功率的稳定性，还能增加系统的可调度性，可以在特定的时间提供所需的电能，而不必考虑此时光伏阵列的发电功率，同时也是解决诸如电压脉冲、跌落、涌流和瞬时供电中断等动态电能质量问题的有效途径之一。然而，由于蓄电池储能是通过化学反应实现，其老化速度与充放电敏感度，使用寿命与充放电次数有直接关系，而在光伏并网发电系统中，光伏阵列的输出功率会随日照强度、环境温度等自然条件而频繁变化，蓄电池会进行频繁的充放电，从而导致光伏并网发电系统中蓄电池存在老化速度快、寿命短和系统维护成本高等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种光伏并网发电的超级电容器和蓄电池混合储能能量管理电路，该光伏并网发电的超级电容器和蓄电池混合储能能量管理电路，通过同时使用蓄电池和超级电容器作为光伏并网发电系统的储能装置，通过对蓄电池和超级电容器有效的能量管理，从而大幅度减少蓄电池的充放电次数，延长蓄电池的使用寿命。为此给出一种光伏并网发电的超级电容器和蓄电池混合储能能量管理电路，包括光伏阵列、蓄电池和并网逆变器，光伏阵列通过直流母线与并网逆变器连接，蓄电池接于直流母线的正、负极之间，在蓄电池与直流母线之间接有第一检测控制电路；有超级电容器通过第二检测控制电路接在直流母线的正、负极之间；第一检测控制电路用于当检测到直流母线电压Ue相对于期望值CZe的波动大于预设值S时，启用蓄电池进行充放电以维持直流母线的电压稳定在期望值 /0 ;第一检测控制电路用于当检测到直流母线电压Ue相对于期望值Ue的波动小于预设值S时，不接通蓄电池和直流母线； 超级电容器由第二检测控制电路控制用于维持直流母线的电压稳定在期望值。在直流母线的正、负极之间接有滤波电容。蓄电池为铅酸电池或者镍镉电池或者锂电池。当Uc <Ug -S时，第一检测控制电路的输出电流为 二各(Ue-Us +在)，第二检测控制电路输出电流为isc =^(Uc-Ue).,fcI ^Ue-S<Uc < Uff时第一检测控制电路输出电流为Ikad = O，第二检测控制电路输出电流为4- U0)- ^Us <UC Si/e +厶时,第一检测控制电路的电流为Uad = O，第二检测控制电路电流为4— Df0 );K1 I. 当^P时，第一检测控制电路电流为=—K — ，第Uc >Ue + Sk2'’二检测控制电路电流为4 =-Ift7); 其中，I1为第一检测控制电路的控制斜率，k2为第二检测控制电路的控制斜率，、I2为预设值。本专利技术的一种光伏并网发电的超级电容器和蓄电池混合储能能量管理电路的有益效果是，通过同时使用蓄电池和超级电容器作为光伏并网发电系统的储能装置，利用蓄电池储容量大、成本低和超级电容器功率密度高、寿命长的特点，对蓄电池和超级电容器进行有效的能量管理，使超级电容器用于持续维持直流母线电压稳定在期望值CZe，而只在直流母线电压Ue相对于期望值ITe的波动大于预设值J时，才启用蓄电池进行充放电以维持直流母线的电压稳定在期望值Oe，直流母线电压CZe相对于期望值CZe的波动小于预设值<5时不需接通蓄电池和直流母线，从而大幅度减少蓄电池的充放电次数，延长蓄电池的使用寿命。附图说明图I是一种光伏并网发电的超级电容器和蓄电池混合储能能量管理电路的电路示意图。图2是蓄电池和超级电容器能量管理控制曲线。图3是期望值和预设值$的生成示意图。具体实施例方式本实施例的一种光伏并网发电的超级电容器和蓄电池混合储能能量管理电路如图I所示，包括光伏阵列、蓄电池和并网逆变器，光伏阵列通过直流母线与并网逆变器连 接，蓄电池接于直流母线的正、负极之间，在蓄电池与直流母线之间接有第一检测控制电路；有超级电容器通过第二检测控制电路接在直流母线的正、负极之间； 第一检测控制电路用于当检测到直流母线电压相对于期望值i/e的波动大于预设值J时，启用蓄电池进行充放电以维持直流母线的电压稳定在期望值;第一检测控制电路用于当检测到直流母线电压相对于期望值i/e的波动小于预设值J时，不接通蓄电池和直流母线； 超级电容器由第二检测控制电路控制用于维持直流母线的电压稳定在期望值i/e。本专利技术的一种光伏并网发电的超级电容器和蓄电池混合储能能量管理电路的有益效果是，通过同时使用蓄电池和超级电容器作为光伏并网发电系统的储能装置，利用蓄电池储容量大、成本低和超级电容器功率密度高、寿命长的特点，对蓄电池和超级电容器进行有效的能量管理，使超级电容器用于持续维持直流母线电压JZe稳定在期望值乙『6，而只在直流母线电压IZc相对于期望值i/e的波动大于预设值J时，才启用蓄电池进行充放电以维持直流母线的电压稳定在期望值Ue，直流母线电压相对于期望值i/e的波动小于预设值5时不需接通蓄电池和直流母线，从而大幅度减少蓄电池的充放电次数，延长蓄电池的使用寿命。在直流母线的正、负极之间接有滤波电容Cl。蓄电池为铅酸电池或者镍镉电池或者锂电池。成本较低。光伏阵列把太阳能转换为直流电能，并网逆变器把直流电能转换为交流电能送入市电网。在并网发电过程中，为了抑制光伏阵列输出功率波动对并网功率的影响，系统的控制目标设定为维持直流母线的电压的稳定，即控制直流母线的电压ITc等于期望值Ue。浩Uc < Ue时，储能装置释放能量使Ue上升-MJc > Ue时，储能装置吸收能量使下降。现有技术中，通常使用蓄电池作为储能装置，当发电系统出现大信号扰动时，通过由蓄电池放电和对蓄电池充电来释放或者吸收短时峰值功率，从而确保系统的输出功率稳定，但是，由于蓄电池储能是通过化学反应实现，其老化速度与充放电敏感度，使用寿命与充放电次数有直接关系，而在光伏并网发电系统中，光伏阵列的输出功率会随日照强度、环境温度等自然条件而频繁变化，蓄电池会进行频繁的充放电，从而导致光伏并网发电系统中蓄电池存在老化速度快、寿命短和系统维护成本高等缺点。本专利技术是通过同时使用蓄电池和超级电容器作为光伏并网发电系统的储能装置，利用蓄电池储容量大、成本低和超级电容器功率密度高、寿命长的特点，对蓄电池和超级电容器进行有效的能量管理，从而大幅度减少蓄电池的充放电次数，延长蓄电池的使用寿命。 本专利技术的工作原理如下 蓄电池和超级电容器能量管理控制曲线如图2所示，其中，&为第一检测控制电路的控制斜率，k2为第二检测控制电路的控制斜率，Iimd为本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光伏并网发电的超级电容器和蓄电池混合储能能量管理电路，包括光伏阵列、蓄电池和并网逆变器，光伏阵列通过直流母线与并网逆变器连接，蓄电池接于直流母线的正、负极之间，其特征是，在蓄电池与直流母线之间接有第一检测控制电路；有超级电容器通过第二检测控制电路接在直流母线的正、负极之间；第一检测控制电路用于当检测到直流母线电压？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？相对于期望值的波动大于预设值时，启用蓄电池进行充放电以维持直流母线的电压稳定在期望值；第一检测控制电路用于当检测到直流母线电压相对于期望值的波动小于预设值时，不接通蓄电池和直流母线；超级电容器由第二检测控制电路控制用于维持直流母线的电压稳定在期望值。2012103734440100001dest_path_image002.jpg,2012103734440100001dest_path_image004.jpg,2012103734440100001dest_path_image006.jpg,945004dest_path_image004.jpg,298362dest_path_image002.jpg,78100dest_path_image004.jpg,410992dest_path_image006.jpg,225364dest_path_image004.jpg...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐海波，徐顺刚，
申请(专利权)人：广东易事特电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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