[发明专利]混合系统储能装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种储能装置，具体涉及一种混合系统储能装置。

背景技术

随着传统能源的日益枯竭，新能源技术则成为当今研究的热点，其中风能和太阳能发电已成为新能源的主要发展方向。风力发电已经在国内外得到了广泛的应用，而随着太阳能电池板制造工艺及其控制技术的发展，太阳能发电也必将得到广阔的应用。太阳能发电可以通过将光能转换为热能，然后再转换为电能实现；也可以通过光伏效应将光能直接转换为电能实现。当前研究较多的是通过光伏效应直接转换为电能的光伏发电系统，这种光伏发电系统按照是否并入大电网，可分为并网光伏发电系统和独立光伏发电系统

太阳能与常规能源相比，它属于一种间歇性能源，存在着一定的缺陷，尤其是受光照和气候等环境因素影响比较大，不能够提供稳定、持续的能源，因此为了克服这些缺陷，国内外在光伏发电系统中配置一定容量的储能装置，以确保向负载提供稳定和持续的电能。光伏系统中的储能装置一般为蓄电池，也有些以锂电池、超级电容等作为储能装置的，并且近年来在大型的储能电站中，正在尝试采用液流和钠硫电池。

随着新能源技术的发展和应用，储能技术也被大规模应用于新能源领域，例如为最大限度地利用新能源发出的电能，通过储能装置存储电能，在负荷所需电能时，储能装置释放电能，实现削峰填谷的功能。而独立光伏系统就是利用储能装置实现该功能的典型应用，在独立光伏发电系统中多使用蓄电池作为储能载体，采用循环使用方式和浮充使用方式相结合，白天将太阳能转换为电能对蓄电池充电，晚上或阴雨天再由储能用蓄电池向负载提供电流。这种方式在太阳能路灯等系统中得到了广泛的应用，并且取得了良好的使用效果。

蓄电池作为使用最多的储能电池，有着能量密度大、价格低廉等特点，但也存在着循环寿命短、充放电电流限制严格，长时间在恶劣环境下容易导致过早失效和容量损失等缺点。而当前处于试用阶段的超级电容则具有功率密度大、循环寿命长、充放电效率高、维护成本低等优点。同时，对于独立光伏系统中的储能系统，不仅要满足在所供电能富裕时存储，所供电能匮乏时补偿，还要满足当大功率负载突然接入系统时能够及时补偿电能的需求，抑制电压跌落，因此仅依靠功率密度小的电池(如铅酸蓄电池)是不可行的，使用功率密度大的电池(如超级电容器)则可很快抑制住电压跌落，从而保证整个系统的电能质量。而当系统电能持续匮乏时需要长时间通过储能系统补偿时，需要能量密度大的电池。所以，一些文献中考虑这两种储能电池的优缺点，使用二者作为光伏系统中混合储能研究的具体对象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合系统储能装置，该储能装置的储能元件既包括蓄电池，又包括超级电容器，因此该储能装置同时具备了二者作为储能元件的优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

混合系统储能装置，包括Buck/Boost变换器、并联控制器、检测电路I、检测电路II、检测电路III、调理及保护电路I、调理及保护电路II、调理及保护电路III、驱动电路I、驱动电路II、控制器、超级电容器和蓄电池；所述Buck/Boost变换器与直流母线连接，所述Buck/Boost变换器通过驱动电路I连接到控制器，所述Buck/Boost变换器与直流母线之间连接检测电路I，所述检测电路I通过调理及保护电路I连接到控制器，所述Buck/Boost变换器与并联控制器相连，所述并联控制器通过驱动电路II连接到控制器，所述Buck/Boost变换器与并联控制器之间连接超级电容器，所述Buck/Boost变换器与超级电容器之间连接检测电路II，所述的检测电路II通过调理及保护电路II连接到控制器，所述并联控制器与蓄电池相连，所述并联控制器与蓄电池之间连接检测电路III，所述检测电路III通过调理及保护电路III连接到控制器。

优选地，所述控制器采用型号为TMS320F2812的DSP处理器。

优选地，所述储能装置还包括总线驱动控制器，所述的总线驱动控制器位于控制器PWM输出信号端与驱动电路信号输入端之间，分别与控制器PWM输出信号端和驱动电路信号输入端相连；所述总线驱动控制器的型号为74HC245。

优选地，所述Buck/Boost变换器为非隔离型双向Buck/Boost变换器。

优选地，所述驱动电路采用光耦HCPL3120作为驱动芯片。

优选地，所述检测电路采用电流传感器和电压传感器进行信号检测，所述电压传感器采用霍尔电流传感器，所述电流传感器采用霍尔闭环电流传感器。