[发明专利]船舶中压直流混合储能系统

说明书

本发明公开了一种船舶中压直流混合储能系统，包含：发电系统，通过直流母线与所述发电系统连接的常规负载和脉冲负载；若干个链式混合储能系统，其设置在所述发电系统与常规负载和脉冲负载之间，与所述直流母线连接，用于储存从所述直流母线流入的能量和为所述直流母线输入能量；每个所述链式混合储能系统包括若干个IPOS混合储能单元，每个IPOS混合储能单元包括储能装置与DAB变换器；DAB变换器设置在所述母线与储能装置之间，用于能量的在所述母线和所述储能装置的双向流动和电压等级的变换；所述储能装置与所述DAB变换器连接，为所述DAB变换器输入或输出能量。本发明具有提高系统的稳定性的优点。

技术领域

本发明涉及储能技术领域，特别涉及一种船舶中压直流混合储能系统。

背景技术

目前，在现有的船舶中压直流混合储能系统的DAB工作特性无法满足大型船舶上日益增多的大功率脉冲负载运行时对船舶环网稳定性要求，DAB 的传统单移相控制在含有锂电池和超级电容的混合储能系统中存在传输功率极限不固定的缺陷，当船舶中脉冲负载投切时，会对对直流母线产生冲击，严重影响系统的安全稳定。

发明内容

本发明的目的是提供一种船舶中压直流混合储能系统，本发明能够解决船舶脉冲负载投切时对直流母线产生冲击的问题。通过对DAB变换器端电压与变压器变比的匹配程度进行研究，以船舶中压直流混合储能系统为应用对象，结合锂电池和超级电容的充放电特性，引入混合储能系统功率比建立了锂电池和超级电容传输功率间的联系，实现对DAB变换器电压变比匹配度的优化的目的。

为了实现以上目的，本发明通过以下方法实现：

一种船舶中压直流混合储能系统，包含：发电系统，通过直流母线与所述发电系统连接的常规负载和脉冲负载；若干个链式混合储能系统，其设置在所述发电系统与常规负载和脉冲负载之间，与所述直流母线连接，用于储存从所述直流母线流入的能量和为所述直流母线输入能量；每个所述链式混合储能系统包括若干个IPOS混合储能单元，每个IPOS混合储能单元包括储能装置与DAB变换器；DAB变换器设置在所述母线与储能装置之间，用于能量的在所述母线和所述储能装置的双向流动和电压等级的变换；所述储能装置与所述DAB变换器连接，用于为所述DAB变换器输入或输出能量。

优选地，所述储能装置包含锂电池和超级电容，其中所述锂电池与位于所述锂电池侧的DAB变换器连接，所述超级电容与位于所述超级电容侧的 DAB变换器连接。

在动态功率补偿环节中输入：每个所述IPOS混合储能单元中的脉冲负载功率 P_pl；由脉冲负载功率P_pl经BAT功率限幅、分频单元化得到P_low；超级电容侧 DAB变换器的最小电压匹配度k_{sc_min}、最大电压匹配度k_{sc_max}、功率基准值 P_{sc_base}和锂电池侧DAB变换器的最小电压匹配度k_{BAT_min、}最大电压匹配度 k_{BAT_max、}功率基准值P_{BAT_base}，通过超级电容和锂电池的功率基准值计算出功率比h；通过采样计算求超级电容侧DAB变换器的实时电压变比匹配度k_sc、锂电池侧DAB变换器的实时电压变比匹配度k_BAT、两种补偿曲线的转折点 k_{sc_BAT}与k_{sc_BAT2}，得到锂电池对超级电容的实时功率补偿值P_{BAT_cps}；锂电池对超级电容的实时功率补偿值P_{BAT_cps}与P_low叠加得到锂电池的参考功率P_{BAT_ref}，进而得到超级电容的参考功率P_{sc_ref}。