DC-DC變換器和智能控制器，圖中，1(1、1(2、1(3、1(4均表示開 關(guān)，L表示電感，S1、S2均表示IGBT開關(guān)管，D1、D2均表示二極管。
[0032] 超級電容S0C監(jiān)測電路：用于對混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中超級電容的S0C狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，并 及時(shí)反饋到智能控制器中，方便其確定蓄電池組的投切組數(shù)。
[0033] 蓄電池組S0C監(jiān)測電路：用于對蓄電池系統(tǒng)中的蓄電池組的S0C狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，并 及時(shí)反饋到智能控制器中，方便其對各蓄電池組的開關(guān)做出動(dòng)作。
[0034] 雙向DC-DC變換器：可W實(shí)現(xiàn)能量的雙象限運(yùn)行，從而根據(jù)需要調(diào)節(jié)能量傳遞方 向，實(shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng)。
[0035] 智能控制器:根據(jù)超級電容S0C監(jiān)測電路確定蓄電池組的投切組數(shù)，再根據(jù)蓄電池 組S0C監(jiān)測電路中對荷電狀態(tài)的檢測，估算每個(gè)電池組中的放電深度，從而來控制對應(yīng)電池 組開關(guān)的開斷，實(shí)現(xiàn)蓄電池組的投切；同時(shí)，智能控制器對整個(gè)系統(tǒng)起到優(yōu)化控制的作用， 該控制器還可實(shí)現(xiàn)在不同的場景下，增加或縮短蓄電池組的調(diào)節(jié)周期來調(diào)節(jié)蓄電池組的放 電深度。
[0036] 如圖3所示，風(fēng)電場中混合儲(chǔ)能系統(tǒng)配置方案圖，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)通過雙向DC-DC變 換器與機(jī)組相連，其中，DFIG表示雙饋式感應(yīng)發(fā)電機(jī)，RSC表示轉(zhuǎn)子側(cè)換流器，GSC表示網(wǎng)側(cè) 換流器，ESS表示儲(chǔ)能系統(tǒng)。W單臺(tái)機(jī)組為目標(biāo)，配備儲(chǔ)能系統(tǒng)，儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量要求較低， 易于實(shí)現(xiàn)，也便于將儲(chǔ)能系統(tǒng)和風(fēng)電機(jī)組物理上和電氣上嵌入設(shè)計(jì)，便于集成同時(shí)，不必每 臺(tái)機(jī)組都要配置儲(chǔ)能系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際情況需要，對有需要的機(jī)組配置即可，設(shè)計(jì)較為靈活。
[0037] 本發(fā)明混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中蓄電池組的均衡投切方法的實(shí)施例如下：
[0038] W單臺(tái)機(jī)組為目標(biāo)，配置儲(chǔ)能系統(tǒng)，儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量要求較低，易于實(shí)現(xiàn)，此混合 儲(chǔ)能系統(tǒng)將蓄電池組作為超級電容的備用儲(chǔ)能。根據(jù)超級電容S0C值反饋給智能控制器，確 定投切蓄電池組數(shù);再根據(jù)反饋的各蓄電池組的S0C值進(jìn)行排序，確定確切的蓄電池組的投 切。
[0039] 假設(shè)超級電容SOC值為0.75,四個(gè)蓄電池組的SOC值分別為B1 0.40，B2 0.35，B3 0.65，B4 0.70，則超級電容高于最優(yōu)狀態(tài)0.25，按照表1，此時(shí)需要投入兩個(gè)蓄電池組，給蓄 電池組充電；再根據(jù)四個(gè)蓄電池組的S0C值，智能控制器選取其中荷電狀態(tài)最小的兩組，即 B1、B2投入，其他兩組的開關(guān)斷開;B1、B2的S0C值增大，使得每個(gè)蓄電池組的S0C值與蓄電池 系統(tǒng)的S0C值的偏差縮小，解決了充電過程中的不均衡現(xiàn)象。
[0040] 假設(shè)超級電容S0C值為0.25,四個(gè)蓄電池組的S0C值分別為B1 0.40，B2 0.35，B3 0.65，B4 0.70，則超級電容低于最優(yōu)狀態(tài)0.25，超級電容每低于最優(yōu)狀態(tài)10 %，投入一個(gè)蓄 電池組，此時(shí)需要投入兩個(gè)蓄電池組，給超級電容充電;再根據(jù)四個(gè)蓄電池組的S0C值，智能 控制器選取其中荷電狀態(tài)最大的兩組，即B3、B4投入，其他兩組的開關(guān)斷開;B3、B4的S0C值 減小，使得每個(gè)蓄電池組的S0C值與蓄電池系統(tǒng)的S0C值的偏差縮小，解決了放電過程中的 不均衡現(xiàn)象。
[0041] 另外，智能控制器可實(shí)現(xiàn)在不同的場景下，調(diào)節(jié)蓄電池組的放電深度。在風(fēng)電場 中，若某個(gè)蓄電池組S0C值長期小于0.5，此時(shí)該蓄電池組的放電深度為10 % -40 %，則可通 過智能控制器縮短蓄電池組的調(diào)節(jié)周期，將其放電深度調(diào)節(jié)為60%-90%;同理，若某個(gè)蓄 電池組S0C值長期大于0.5,此時(shí)該蓄電池組的放電深度為60 %-90%，則可通過智能控制器 增加蓄電池的調(diào)節(jié)周期，將其放電深度調(diào)節(jié)為10%-40%。
[0042] W上實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能W此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是 按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍 之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中蓄電池組的均衡投切方法，其特征在于，所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)包 括超級電容和四個(gè)蓄電池組，所述均衡投切方法包括如下步驟： 步驟1，根據(jù)超級電容的當(dāng)前荷電狀態(tài)值以及最優(yōu)狀態(tài)值，選擇蓄電池組的投切個(gè)數(shù)， 該選擇方法為:若當(dāng)前荷電狀態(tài)值在區(qū)間[0.3，0.4) U [ 0.6，0.7)中，則蓄電池組的投切個(gè) 數(shù)為1;若當(dāng)前荷電狀態(tài)值在區(qū)間[〇. 2，0.3)U [0.7，0.8)中，則蓄電池組的投切個(gè)數(shù)為2;若 當(dāng)前荷電狀態(tài)值在區(qū)間[0.1，〇.2)U [0.8,0.9)中，則蓄電池組的投切個(gè)數(shù)為3;若當(dāng)前荷電 狀態(tài)值在區(qū)間[0.0,0.1)1][0.9，1.0]中，則蓄電池組的投切個(gè)數(shù)為4; 步驟2,監(jiān)測各蓄電池組的當(dāng)前荷電狀態(tài)，并計(jì)算出各蓄電池組的荷電狀態(tài)值； 步驟3，若步驟1的超級電容的當(dāng)前荷電狀態(tài)值小于最優(yōu)狀態(tài)值，則對步驟2各蓄電池組 的荷電狀態(tài)值進(jìn)行降序排列，從荷電狀態(tài)值最大的開始投切，直至達(dá)到步驟1中的投切個(gè)數(shù) 為止;若步驟1的超級電容的當(dāng)前荷電狀態(tài)值大于最優(yōu)狀態(tài)值，則對步驟2各蓄電池組的荷 電狀態(tài)值進(jìn)行升序排列，從荷電狀態(tài)值最小的開始投切，直至達(dá)到步驟1中的投切個(gè)數(shù)為 止； 步驟4,在蓄電池組被投切到混合儲(chǔ)能系統(tǒng)后，再對超級電容的荷電狀態(tài)值進(jìn)行監(jiān)測， 并重復(fù)步驟1-步驟3。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中蓄電池組的均衡投切方法，其特征在于，在步驟 1之前，實(shí)時(shí)監(jiān)測超級電容的當(dāng)前荷電狀態(tài)值，并判斷當(dāng)前荷電狀態(tài)值是否為最優(yōu)狀態(tài)值， 若是則該均衡投切方法結(jié)束，否則，繼續(xù)進(jìn)行。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中蓄電池組的均衡投切方法，其特征在于，所述最 優(yōu)狀態(tài)值為0.5。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中蓄電池組的均衡投切方法，其特征在于，在步驟 2與步驟3之間，當(dāng)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)，計(jì)算出的蓄電池組的荷電狀態(tài)值始終小于0.5,則需縮短 該蓄電池組的調(diào)節(jié)周期，將它的放電深度調(diào)節(jié)為60%_90% ;當(dāng)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)，計(jì)算出的蓄電 池組的荷電狀態(tài)值始終大于0.5,則需增加該蓄電池組的調(diào)節(jié)周期，將它的放電深度調(diào)節(jié)為 10%-40%〇5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中蓄電池組的均衡投切方法，其特征在于，所述設(shè) 定時(shí)間為一個(gè)月或者半年。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中蓄電池組的均衡投切方法，該方法通過監(jiān)測混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中超級電容和各蓄電池組的荷電狀態(tài)，根據(jù)超級電容荷電狀態(tài)的不同，對蓄電池組進(jìn)行選擇性的投切。通過蓄電池組的均衡投切方法，來調(diào)節(jié)風(fēng)電功率平滑過程中超級電容的荷電狀態(tài)，使之保持在最優(yōu)狀態(tài)，調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)，同時(shí)能夠均衡各蓄電池組在充放電過程中的荷電狀態(tài)，減小蓄電池組的放電深度，從而延長蓄電池組的循環(huán)壽命。本發(fā)明可以將超級電容的高功率密度和蓄電池組的高能量密度有效結(jié)合，降低了設(shè)備的冗余度，改善了風(fēng)電場的波動(dòng)，形成高性能的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)。
【IPC分類】H02J3/32, H02J3/24
【公開號】CN105656068
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】許林, 林偉偉, 周文海, 黃磊, 陳謙, 鞠平, 秦川, 姜夢
【申請人】河海大學(xué)
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年3月23日