[发明专利]电力系统自适应超级电容‑蓄电池混合储能系统

摘要

本发明提供一种具有广泛适应性的电力系统自适应超级电容‑蓄电池混合储能系统，包括一用于检测所处电力系统外部环境同时根据内部状态动态管理所述超级电容和蓄电池进行均衡性充电以及对外放电，并分别与所述超级电容单元、蓄电池单元进行电连接的概率指数主控单元和一套用以实现系统自适应调节和低通信依赖主动管理的概率指数算法。本发明可对所处电力系统的日波动特征对超级电容和蓄电池的充放电机制进行自适应调整，能够在达到最佳工作性能的同时延长超级电容、蓄电池的工作寿命，系统具有高度可扩展性和可靠性，能够在所处电网环境发生变化后进行自我调节，无需人为干预。

主权项

一种电力系统自适应超级电容—蓄电池混合储能系统，其特征在于包括：整合系统A和管理系统B，所述整合系统A包括：概率指数主控单元(10)：用于检测系统所处电力系统波动情况，并计算系统动作倾向参数，然后对系统动作倾向参数进行伯努利概型或同等概率模型判定，决定超级电容储能单元(20)或蓄电池储能单元(30)是否通过受控大功率双向AC/DC变换器(60)介入电网，若判定为介入电网则根据判断结果向蓄电池单元组主接口(40)或超级电容系统单元接口(201)发送工作状态随机数指令码；超级电容储能单元(20)：包括至少一组超级电容,每组超级电容通过超级电容储能单元接口(203)接入超级电容供电母线(202)，并由超级电容供电母线(202)接入超级电容系统单元接口(201)；大功率双向AC/DC变换器(60):为系统提供电能交换通路，工作受概率指数主控单元(10)控制，将实现直流到交流电，交流到直流电的转换；管理系统B包括：蓄电池单元组主接口(40)和蓄电池储能单元(30)，蓄电池储能单元(30)包括蓄电池单元，每组蓄电池单元通过蓄电池储能单元接口(302)接入蓄电池单元供电母线(301)，并由蓄电池单元供电母线(301)接入蓄电池单元组主接口(40)；系统动作倾向参数计算方式采用运算形如式1的公式：Pa＝a+bbia,其中其中Pa为系统动作倾向参数，a为预设的基本系统动作倾向参数，bbia为被监测电压相对标准电压的偏离幅度系数，Vm为被监测电压值，Vs为标准电压值，Vr为可接受电压偏离幅度阈的宽度；所述概率指数主控单元(10)包括主控概率指数发生器单元(106)、随机数指令码输出接口(107)、蓄电池储能单元组监控单元(108)、超级电容储能单元组监控单元(105)；主控概率指数发生器单元(106)通过与系统工作主接口(50)相连的电网状态检测接入口(101)对所处电力系统的运行情况进行周期性实时感知，并与所设定的正常运行阈值进行比对，根据运行状态偏离幅度计算系统的系统动作倾向参数，以此来对系统介入动作进行判定；若判定为不介入则忽略，进行下一轮侦测，若判定为介入，则读取蓄电池直接倾向概率参数进行蓄电池直接介入判定，蓄电池直接倾向概率参数由式2给出：Dd＝bsta+bbia+r  式2其中，Dd为蓄电池直接倾向概率参数，bsta为预设的蓄电池基础直接介入倾向参数，bbia为被监测电压相对标准电压的偏离幅度系数，r为蓄电池直接倾向概率参数的修正参数，在每次能量交换结束后与经济阈进行对比并自行按设定步长修正；并根据判定结果通过随机数指令码输出接口(107)分别向对应的蓄电池单元组主接口(40)和超级电容系统单元接口(201)广播，对方响应并在对应母线上进行能量交换时，对应的单元组监控单元将记录本次交换并反馈至主控概率指数发生器单元(106)，主控概率指数发生器单元(106)将根据交换效果及经济性判别指标决定是否对系统动作倾向参数修正，以及蓄电池直接倾向概率参数进行预设步长的正负调整，判别依据由式3给出：其中，Sj为蓄电池经济性判别指标，Qn为前n次超级电容储能单元能量交换的容量值，n为预先设定的均值计算范围值，可由人为调节,对于超级电容储能单元的交换而言，若交换完成后所监测电网电压回归接受域，则对蓄电池直接倾向概率参数进行负修正；若交换完成后监测电网电压未回归接受域，则对蓄电池直接倾向概率参数进行正修正；对于蓄电池储能单元而言，能量交换完成后，若交换量大于Sj,则对蓄电池直接倾向概率参数进行正修正，否则进行负修正；其中单元组监控单元为蓄电池储能单元组监控单元(108)、超级电容储能单元组监控组(105)。