一種計(jì)及經(jīng)濟(jì)性評(píng)估的微網(wǎng)儲(chǔ)能電站系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種計(jì)及經(jīng)濟(jì)性評(píng)估的微網(wǎng)儲(chǔ)能電站系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]微網(wǎng)由多種分布式發(fā)電單元、儲(chǔ)能及負(fù)荷組成。其中，風(fēng)電和光伏發(fā)電等分布式發(fā)電單元的輸出功率具有間歇性和隨機(jī)性的特點(diǎn)，而負(fù)荷的變化也具有隨機(jī)性，這給微網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來了較大挑戰(zhàn)。儲(chǔ)能可以通過充放電維持微網(wǎng)內(nèi)部的功率平衡與能量平衡，是微網(wǎng)改善電能質(zhì)量、安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。但由于儲(chǔ)能裝置成本較高，運(yùn)行壽命較短，大規(guī)模應(yīng)用受到制約，因此在滿足系統(tǒng)運(yùn)行需求的基礎(chǔ)上對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行合理的規(guī)劃與設(shè)計(jì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0003]蓄電池作為傳統(tǒng)儲(chǔ)能元件，能量密度大，存儲(chǔ)容量高，但存在功率密度低，循環(huán)壽命短、低溫特性差、價(jià)格昂貴等不足；超級(jí)電容器作為一種新型能源器件，雖然能量密度較小，但功率密度大，存儲(chǔ)容量低，響應(yīng)時(shí)間較短，可以頻繁充放電而不損害其性能。混合儲(chǔ)能可以充分利用蓄電池和超級(jí)電容器的互補(bǔ)特性，降低蓄電池的充放電頻率，延長(zhǎng)使用壽命，減少經(jīng)濟(jì)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種計(jì)及經(jīng)濟(jì)性評(píng)估的微網(wǎng)儲(chǔ)能電站系統(tǒng)，是設(shè)計(jì)合理、經(jīng)濟(jì)的微網(wǎng)儲(chǔ)能電站，克服單一類型儲(chǔ)能系統(tǒng)的不足；可以通過混合儲(chǔ)能系統(tǒng)使風(fēng)/光/儲(chǔ)系統(tǒng)追蹤微網(wǎng)負(fù)荷功率，保證微網(wǎng)中功率與電能的平衡，提高微網(wǎng)的可靠性與安全性。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種計(jì)及經(jīng)濟(jì)性評(píng)估的微網(wǎng)儲(chǔ)能電站系統(tǒng)，其特征在于:由微電網(wǎng)中央管理系統(tǒng)、風(fēng)電機(jī)組、光伏陣列、混合儲(chǔ)能系統(tǒng)、儲(chǔ)能控制器、DC/DC變流器、雙向DC/DC變流器、48V直流母線、直流負(fù)載、DC/AC變流器、220V交流母線、交流負(fù)載和開關(guān)，其中，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)由蓄電池與超級(jí)電容器構(gòu)成；風(fēng)電機(jī)組通過第一開關(guān)連接到DC/DC變流器，光伏陣列通過第二開關(guān)連接到DC/DC變流器，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)通過第三開關(guān)連接到雙向DC/DC變流器，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中蓄電池與超級(jí)電容器分別通過第四開關(guān)、第五開關(guān)與第三開關(guān)連接，DC/DC變流器與雙向DC/DC變流器與48V直流母線連接，直流負(fù)載通過第六開關(guān)連接到48V直流母線，48V直流母線通過第七開關(guān)連接到220V交流母線，交流負(fù)載通過第八開關(guān)連接到220V交流母線，各節(jié)點(diǎn)與微電網(wǎng)中央管理系統(tǒng)連接。
[0006]所述的風(fēng)電機(jī)組、光伏陣列、混合儲(chǔ)能系統(tǒng)共同供電，風(fēng)/光/儲(chǔ)系統(tǒng)將電能先通過變流器輸送到48V直流母線，再通過變流器輸送到220V交流母線。
[0007]風(fēng)/光/儲(chǔ)系統(tǒng)追蹤微網(wǎng)負(fù)荷功率方式如下:微電網(wǎng)中央管理系統(tǒng)通過風(fēng)電機(jī)組、光伏陣列等可再生能源輸出功率與微網(wǎng)負(fù)荷功率之差，控制混合儲(chǔ)能系統(tǒng)輸出功率。當(dāng)微網(wǎng)負(fù)荷功率大于可再生能源輸出功率時(shí)，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)放電；當(dāng)微網(wǎng)負(fù)荷功率小于可再生能源輸出功率時(shí)，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)充電。
[0008]本實(shí)用新型的積極效果是混合儲(chǔ)能系統(tǒng)由蓄電池與超級(jí)電容器構(gòu)成，可有效降低蓄電池的充放電頻率，延長(zhǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的使用壽命，減少經(jīng)濟(jì)成本，提高微網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性；微電網(wǎng)中央管理系統(tǒng)通過儲(chǔ)能控制器，將混合儲(chǔ)能系統(tǒng)輸出功率分解為低頻分量和高頻分量，電池吸收具有較大能量的低頻分量，以平抑混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中的趨勢(shì)性波動(dòng)；超級(jí)電容器吸收包含較多頻繁往復(fù)變化功率的高頻分量，以平抑混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中的快變性波動(dòng)。
【附圖說明】
[0009]圖1本實(shí)用新型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0010]圖2本實(shí)用新型微網(wǎng)功率平衡的結(jié)構(gòu)圖。
[0011]圖3本實(shí)用新型的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:如圖1所示，一種計(jì)及經(jīng)濟(jì)性評(píng)估的微網(wǎng)儲(chǔ)能電站系統(tǒng)，其特征在于:由微電網(wǎng)中央管理系統(tǒng)、風(fēng)電機(jī)組、光伏陣列、混合儲(chǔ)能系統(tǒng)、儲(chǔ)能控制器、DC/DC變流器、雙向DC/DC變流器、48V直流母線、直流負(fù)載、DC/AC變流器、220V交流母線、交流負(fù)載和開關(guān)，其中，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)由蓄電池與超級(jí)電容器構(gòu)成。風(fēng)電機(jī)組通過第一開關(guān)I連接到DC/DC變流器，光伏陣列通過第二開關(guān)2連接到DC/DC變流器，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)通過第三開關(guān)3連接到雙向DC/DC變流器，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中蓄電池與超級(jí)電容器分別通過第四開關(guān)4、第五開關(guān)5與第三開關(guān)3連接，DC/DC變流器與雙向DC/DC變流器與48V直流母線連接，直流負(fù)載通過第六開關(guān)6連接到48V直流母線，48V直流母線通過第七開關(guān)7連接到220V交流母線，交流負(fù)載通過第八開關(guān)8連接到220V交流母線，各節(jié)點(diǎn)與微電網(wǎng)中央管理系統(tǒng)連接。該微網(wǎng)系統(tǒng)由風(fēng)電機(jī)組、光伏陣列、混合儲(chǔ)能系統(tǒng)共同供電，風(fēng)/光/儲(chǔ)系統(tǒng)將電能先通過變流器輸送到48V直流母線，再通過變流器輸送到220V交流母線。
[0013]如圖2所示，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)可以使風(fēng)/光/儲(chǔ)系統(tǒng)追蹤微網(wǎng)負(fù)荷功率，保證微網(wǎng)中功率與電能的平衡，提高微網(wǎng)的可靠性與安全性。
[0014]風(fēng)/光/儲(chǔ)系統(tǒng)追蹤微網(wǎng)負(fù)荷功率方式如下:微電網(wǎng)中央管理系統(tǒng)通過風(fēng)電機(jī)組、光伏陣列等可再生能源輸出功率與微網(wǎng)負(fù)荷功率之差，控制混合儲(chǔ)能系統(tǒng)輸出功率。當(dāng)微網(wǎng)負(fù)荷功率大于可再生能源輸出功率時(shí)，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)放電；當(dāng)微網(wǎng)負(fù)荷功率小于可再生能源輸出功率時(shí)，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)充電。
[0015]如圖3所示，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)由蓄電池與超級(jí)電容器構(gòu)成，可有效降低蓄電池的充放電頻率，延長(zhǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的使用壽命，減少經(jīng)濟(jì)成本，提高微網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性。
[0016]微電網(wǎng)中央管理系統(tǒng)通過儲(chǔ)能控制器，將混合儲(chǔ)能系統(tǒng)輸出功率分解為低頻分量和高頻分量，電池吸收具有較大能量的低頻分量，以平抑混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中的趨勢(shì)性波動(dòng)；超級(jí)電容器吸收包含較多頻繁往復(fù)變化功率的高頻分量，以平抑混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中的快變性波動(dòng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種計(jì)及經(jīng)濟(jì)性評(píng)估的微網(wǎng)儲(chǔ)能電站系統(tǒng)，由微電網(wǎng)中央管理系統(tǒng)、風(fēng)電機(jī)組、光伏陣列、混合儲(chǔ)能系統(tǒng)、儲(chǔ)能控制器、DC/DC變流器、雙向DC/DC變流器、48V直流母線、直流負(fù)載、DC/AC變流器、220V交流母線、交流負(fù)載和開關(guān)組成，其特征在于:混合儲(chǔ)能系統(tǒng)由蓄電池與超級(jí)電容器構(gòu)成；風(fēng)電機(jī)組通過第一開關(guān)(I)連接到DC/DC變流器，光伏陣列通過第二開關(guān)(2)連接到DC/DC變流器，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)通過第三開關(guān)(3)連接到雙向DC/DC變流器，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中蓄電池與超級(jí)電容器分別通過第四開關(guān)(4)、第五開關(guān)(5)與第三開關(guān)(3)連接，DC/DC變流器與雙向DC/DC變流器與48V直流母線連接，直流負(fù)載通過第六開關(guān)(6)連接到48V直流母線，48V直流母線通過第七開關(guān)(7 )連接到220V交流母線，交流負(fù)載通過第八開關(guān)(8)連接到220V交流母線，各節(jié)點(diǎn)與微電網(wǎng)中央管理系統(tǒng)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)及經(jīng)濟(jì)性評(píng)估的微網(wǎng)儲(chǔ)能電站系統(tǒng)，其特征在于所述的風(fēng)電機(jī)組、光伏陣列、混合儲(chǔ)能系統(tǒng)共同為微網(wǎng)系統(tǒng)供電，風(fēng)電機(jī)組、光伏陣列、混合儲(chǔ)能系統(tǒng)將電能先通過變流器輸送到48V直流母線，再通過變流器輸送到220V交流母線。
【專利摘要】一種計(jì)及經(jīng)濟(jì)性評(píng)估的微網(wǎng)儲(chǔ)能電站系統(tǒng)，其特征在于：風(fēng)電機(jī)組通過第一開關(guān)（1）連接到DC/DC變流器，光伏陣列通過第二開關(guān)（2）連接到DC/DC變流器，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)通過第三開關(guān)（3）連接到雙向DC/DC變流器，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中蓄電池與超級(jí)電容器分別通過第四開關(guān)（4）、第五開關(guān)（5）與第三開關(guān)（3）連接，DC/DC變流器與雙向DC/DC變流器與48V直流母線連接，直流負(fù)載通過第六開關(guān)（6）連接到48V直流母線，48V直流母線通過第七開關(guān)（7）連接到220V交流母線，交流負(fù)載通過第八開關(guān)（8）連接到220V交流母線，各節(jié)點(diǎn)與微電網(wǎng)中央管理系統(tǒng)連接。其提高微網(wǎng)的可靠性與安全性，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)可有效降低蓄電池的充放電頻率，延長(zhǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的使用壽命，減少經(jīng)濟(jì)成本，提高微網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性。
【IPC分類】H02J3/28, G06Q50/06, G06Q10/04
【公開號(hào)】CN205176917
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520816385
【發(fā)明人】李德鑫, 呂項(xiàng)羽, 常學(xué)飛, 袁野, 韓曉娟
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學(xué)研究院, 吉林省電力科學(xué)研究院有限公司, 華北電力大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年10月22日