一种风光互补发电储能控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种风光互补发电储能控制系统，其技术特点是：包括风力发电机、光伏组件、超级电容器组、新能源控制器、锂电池组和负载，新能源控制器与风力发电机、光伏组件的输入端相连接，新能源控制器控制端分别与锂电池组、超级电容器组和负载相连接。本发明专利技术设计合理，可以将微弱的能量进行收集，提高了系统的效率，延长了给负载的供电时间，通过超级电容器组的加入，减少了锂电池的循环次数，延长了其使用寿命，并可以实现大功率的充放电功能，防止大功率输出对锂电池寿命的影响，使得超级电容器和锂电池的特性得以优势互补，性能得以充分发挥。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种风光互补发电储能控制系统，其技术特点是：包括风力发电机、光伏组件、超级电容器组、新能源控制器、锂电池组和负载，新能源控制器与风力发电机、光伏组件的输入端相连接，新能源控制器控制端分别与锂电池组、超级电容器组和负载相连接。本专利技术设计合理，可以将微弱的能量进行收集，提高了系统的效率，延长了给负载的供电时间，通过超级电容器组的加入，减少了锂电池的循环次数，延长了其使用寿命，并可以实现大功率的充放电功能，防止大功率输出对锂电池寿命的影响，使得超级电容器和锂电池的特性得以优势互补，性能得以充分发挥。【专利说明】—种风光互补发电储能控制系统
本专利技术属于发电控制
，尤其是一种风光互补发电储能控制系统。
技术介绍
太阳能和风能是最普遍的自然资源，两者在时间上和地域上都有很强的互补性，也是取之不尽的可再生能源。太阳能和风能在时间上的互补性使风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性，也是资源配置条件最好的独立电源系统。但是，现有的风光互补发电系统在弱风、弱光条件下，风机或太阳能板的输出能力下降，输出电压平于或低于电池组的电压，不能给电池充电，导致上述能量就被舍弃了。如果长期出现弱风或遭遇连续的阴雨天气，就不能保证负载的用电需求，电池组也可能因放电后长期得不到补充而出现损坏，或对其寿命产生不利影响。 与传统的铅酸蓄电池相比，锂离子电池作为一种能量密度高、循环寿命长、倍率性能好以及对环境友好无污染等高性能的可充电绿色电池，目前得到越来越多的应用。以LiFePCM为正极的锂离子二次电池无疑具有其自身的优点，如更安全、更环保和更廉价而倍受关注，成为最具优势的锂电池。 与传统电容器相比，超级电容器具有功率密度大、循环寿命长、可大电流充放电以及低温特性好等特点，但是，超级电容器的容量却不能与锂离子电池相提并论。如何将超级电容器与锂离子电池相结合，共同作为储能装置，将形成优势互补，形成高容量、高功率、长寿命的混合储能系统以发挥各自的优势是目前迫切需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种风光互补发电储能控制系统，解决了风光互补发电系统在弱风、弱光条件下，风机或太阳能板的输出能力下降导致效率低、负载供电时间短等问题。 本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的: 一种风光互补发电储能控制系统，包括风力发电机、光伏组件、超级电容器组、新能源控制器、锂电池组和负载，新能源控制器与风力发电机、光伏组件的输入端相连接，新能源控制器控制端分别与锂电池组、超级电容器组和负载相连接。 而且，所述新能源控制器包括主控电路模块、三相整流电路、风机充电管理电路、风机控制与保护电路、超级电容器组充放电管理控制与保护电路、锂电池充放电控制与保护电路、太阳能充电管理电路、太阳能控制与保护电路以及输出控制管理电路；所述的三相整流电路与风力发电机相连接，该三相整流电路的输出端分别通过风机充电管理电路、风机控制与保护电路相与主控电路模块相连接；所述的太阳能充电管理电路、太阳能控制与保护电路的输入端与光伏组件相连接，其输出端与主控电路模块相连接；所述的超级电容器组充放电管理控制与保护电路的输入端与超级电容器组相连接，其输出端与主控电路模块相连接；所述的锂电池充放电控制与保护电路的输入端与锂电池组相连接，其输出端与主控电路模块相连接；所述主控电路模块的输出端连接输出控制管理电路，该输出控制管理电路通过稳压电路连接到负载上。 而且，所述超级电容器组包括多个电容串联构成一个串联支路电容组并由多个串联支路电容组串联组成。 而且,所述的锂电池组可以采用直流12伏或24伏系统或48伏系统。 本专利技术的优点和积极效果是: 1、本专利技术将超级电容器组、锂电池组、新能源控制器与风力发电机、光伏组件集合在一起，能够在晨、昏、阴天光照较弱或弱风的情况下，将风力发电机、光伏电池产生的微弱电能收集起来，储存到超级电容或电池组内，保证电池组每天得到有效的电能补充，不会造成因过放而损坏电池组，对提高系统的效率及延长负载供电时间有良好的效果。同时，在大电流充电或负载瞬时大电流启动的情况下可以实现短时大电流能量的高效收集和释放，避免锂电池组受到大电流的冲击和由于难以短时接收高的充电电流而出现能量收集不完全的状况。 2、本专利技术采用多个电容串联构成一个串联支路电容器组，将超级电容器组作为储能装置，具有较大的容量、较高的能量、较宽的工作温度范围、较高的比功率和极长的使用寿命，且对环境无污染。 3、本专利技术采用的锂电池组与传统铅酸蓄电池相比，具有能量密度高，循环寿命长，倍率性能好，对环境友好无污染等特点，以LiFePCM为正极的锂离子二次电池无疑具有其自身的优点，如更安全、更环保和更廉价而倍受关注，成为最具优势的锂电池。 4、本专利技术设计合理，可以将微弱的能量进行收集，提高了系统的效率，延长了给负载的供电时间，通过超级电容器组的加入，减少了锂电池的循环次数，延长了其使用寿命，并可以实现大功率的充放电功能，防止大功率输出对锂电池寿命的影响，使得超级电容器和锂电池的特性得以优势互补，性能得以充分发挥。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术的系统连接示意图； 图2是图1中超级电容器组的电路连接图； 图3是图1中新能源控制器的电路方框图； 图1中，1:风力发电机；2:光伏组件；3:超级电容器组；4:新能源控制器；5:锂电池组；6:负载； 图2 中，A、B:节点;Ch、。卜2、C1,' CV1' C2_2、C2_n、Cn_” Cn_2、Cn_n:电容。 【具体实施方式】 以下结合附图对本专利技术做进一步详述。 一种风光互补发电储能控制系统，如图1所示，包括风力发电机1、光伏组件2、超级电容器组3、新能源控制器4、锂电池组5和负载6，其中，新能源控制器4与风力发电机、光伏组件的输入端相连接，新能源控制器控制端分别与锂电池组、超级电容器组和负载相连接。下面对系统中的各个部分分别进行说明: 锂电池组可以采用直流12伏或24伏系统或48伏系统，当锂电池组为直流12伏或24伏系统时，不需要加装DC-DC转换电路；当锂电池组为直流48伏系统时，需要加装DC-DC转换电路。 超级电容器组包括多个电容串联构成一个串联支路电容组，再由多个串联支路电容组串联组成超级电容器组，如图2所示，多个电容Ch、C1^2、……Cg依次串联连接为第一个电容组、多个电容Cp1、C2_2……C2_n依次串联连接为第二个电容组、多个电容Clr1、Cn_2……Cn_n依次串联连接为第η个电容组；再由上述第一个电容组、第二个电容组、……第η个电容组串联组成超级电容器组。超级电容器组采用超级电容器作为储能装置，具有较大的容量、较高的能量、较宽的工作温度范围和极长的使用寿命；而与锂电池相比，它又具有较高的比功率，且对环境无污染。 新能源控制器是本风光互补发电储能控制系统的控制核心，如图3所示，所述新能源控制器包括主控电路模块、三相整流电路、风机充电管理电路、风机控制与保护电路、超级电容器组充放电管理控制与保护电路、锂电池充放电控制与保护电路、太阳能充电管理电路、太阳能控制与保护电路以及输出控制管理电路；所述的三相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风光互补发电储能控制系统，其特征在于：包括风力发电机、光伏组件、超级电容器组、新能源控制器、锂电池组和负载，新能源控制器与风力发电机、光伏组件的输入端相连接，新能源控制器控制端分别与锂电池组、超级电容器组和负载相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨法，王侨举，张颖菁，顾德明，张娟，
申请(专利权)人：国家电网公司，天津市三源电力设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11