[发明专利]一种混合储能、光伏、热能联产系统

说明书

本发明公开了一种混合储能、光伏、热能联产系统，包括：PV面板、集热装置、光伏电池及混合储能装置；所述PV面板用于接收太阳光进行光生伏特效应，并将产生的电能及热能分别输入至所述光伏电池及所述集热装置；所述混合储能装置，由锂电池与超级电容器串联组成，用于根据光伏弃光进行充电及储能，并将储能后的电量用于调频及调峰。其中，所述锂电池由受控电压源与内阻串联构成，所述超级电容器由理想电容器与等效内阻串联构成。本发明提供的混合储能、光伏、热能联产系统，通过增设由锂电池与超级电容组成的混合储能部分，帮助消纳光伏发电中的弃光，并利用弃光电量参与调峰、调频等多元服务，提高了光伏利用率和经济效益。

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，具体涉及一种混合储能、光伏、热能联产系统。

背景技术

太阳能作为一种清洁可再生能源，已被广泛利用于太阳能光伏发电领域。虽然光伏发电技术已经相对成熟，但是其存在利用率低及经济效益低的问题，一直是光伏发电领域关注的重点。

目前，市面上常见的一种模型是光伏和热的联产模型，该模型用光伏(PV)层压板组成光伏集热器的吸收器从而组成组合面板用以将太阳能转换为电能和热能；另一种模型则为具有电池存储功能的混合光伏-地热联产模型，通过设计一种合适的选择光伏面板以及储能电池数量的程序，以达到持续性发电的目的。但是这些模型均存在自身的缺点：第一种模型并不涉及光伏出力问题，也没有考虑光伏发电的弃光问题，因此联产利用率低下。而第二种模型作为一个初步程序模型，对于储能所起到的作用以及电储能的类型并没有提及，同时也没有考虑光伏发电的弃光问题，同样不能大幅度提高联产的利用率。因此，如何提供一种联产系统，大大提高光伏发电联产的利用率，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合储能、光伏、热能联产系统，该系统通过增设由锂电池与超级电容组成的混合储能部分，帮助消纳光伏发电中的弃光，并利用弃光电量参与调峰、调频等多元服务，提高了光伏利用率和经济效益。

为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供了一种混合储能、光伏、热能联产系统，包括：

PV面板、集热装置、光伏电池及混合储能装置；

所述PV面板用于接收太阳光进行光生伏特效应，并将产生的电能及热能分别输入至所述光伏电池及所述集热装置；

所述混合储能装置，由锂电池与超级电容器串联组成，用于根据光伏弃光进行充电及储能，并将储能后的电量用于调频及调峰。

作为优选地，所述锂电池由受控电压源与内阻串联构成。

作为优选地，所述超级电容器由理想电容器与等效内阻串联构成。

作为优选地，联产系统的功率输出关系包括：

其中，P_PV为光伏出力；P_N为电网可消纳的光伏部分电量；P_abandon为弃光电量；P_THERMAL为利用光伏产热的热电出力；P_HESS为混合储能的出力。

作为优选地，所述锂电池放电输出电压及功率的计算公式为：

其中，E(t)为受控电压源的输入电压；E₀为标称额定电压；i(t)是t时刻的放电控制电流；K为极化电压；Q为容量(Ah)；A代表指数区域的振幅；B表示指数区域的时间常数的倒数；U_bat(t)、I_bat(t)分别为t时刻锂电放电输出电压、电流，P_d(t)为输出功率。

作为优选地，所述锂电池充电的SOC的计算公式为：