[实用新型]一种基于混合储能的直流微电网系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于混合储能的直流微电网系统，属于新能源控制与应用技术领域。

背景技术

为了解决以光伏和风机为代表的分布式电源的接入问题，人们提出了微电网的概念。微电网包括交流微电网和直流微电网，随着电力电子技术在电力系统中的应用日益广泛，直流微电网由于其在控制复杂性、可靠性、效率和成本等方面的优势，获得了越来越多的关注。由于分布式电源和负载均具有随机性，因此需要在直流微电网中增加储能装置，以保证系统的运行稳定。为了能够同时满足系统对能量和功率两方面的需求，通常采用能量型储能和功率型储能相结合的形式，组成混合储能系统。

然而，在已有的直流微电网结构中，分布式电源、储能电源、负载等装置需要通过各自的变换器接入系统中的直流母线，这种连接方式不仅增加了系统中的能量转换环节，降低了系统的供电效率，同时也增加了系统控制的复杂性，对于其中的混合储能系统，增加了不同储能装置之间协调配合的难度。

因此，针对含分布式电源接入的直流微电网，基于其系统组成和运行方式，研究新的直流微电网拓扑结构，对于提高系统的供电效率，简化系统控制和能量管理具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种基于混合储能的直流微电网系统，采用蓄电池和超级电容配合的混合储能系统，超级电容能够提高系统的动态响应速度，提高系统运行稳定性，同时可以平滑蓄电池电流，延长蓄电池的循环寿命。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于混合储能的直流微电网系统，包括并网变换器、光伏阵列、超级电容、蓄电池、双向DC-DC变换器、若干个用电负载和开关；所述直流微电网采用两级直流母线结构，包括直流母线BUS1和直流母线BUS2，所述直流母线BUS1通过并网变换器与交流电网互联，所述光伏阵列通过单相DC-DC变换器接入直流母线BUS1，所述超级电容直接与直流母线BUS1相连，所述直流母线BUS1经双向DC-DC变换器与蓄电池相连，所述若干个用电负载通过各自变换器接入直流母线BUS2，所述直流母线BUS2通过开关K1与直流母线BUS1相连，所述直流母线BUS2通过开关K2与蓄电池相连。

前述的并网变换器为双向DC-AC变换器。

前述的单相DC-DC变换器采用Boost拓扑结构。

前述的用电负载包括直流形式的用电负载和交流形式的用电负载。

前述的直流形式的用电负载通过单相DC-DC变换器接入直流母线BUS2。

前述的交流形式的用电负载通过单相DC-AC变换器接入直流母线BUS2。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的基于混合储能的直流微电网系统，具有以下优点：

1）采用了蓄电池和超级电容配合的混合储能系统，超级电容能够提高系统的动态响应速度，提高系统运行稳定性，同时可以平滑蓄电池电流，延长蓄电池的循环寿命；

2）混合储能系统中，蓄电池与超级电容之间仅有一级DC-DC变换器互联，因此二者的协调配合仅需通过控制此双向DC-DC变换器来实现，避免了采用多级DC-DC变换时各个环节的相互配合问题，提高了转换效率，简化了控制难度；

3）本实用新型结构简单，控制方便，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型的基于混合储能的直流微电网系统框图；

图2是本实用新型的直流微电网运行于并网模式下的等效电路图；

图3是本实用新型的直流微电网运行于离网模式下的等效电路图；

图4是本实用新型的直流微电网运行于离网模式且光伏电源无功率输出时的等效电路图。

具体实施方式

下面对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。