一种基于超级电容器的电能储存系统技术方案

本发明专利技术涉及电能储存领域，具体提供一种基于超级电容器的电能储存系统。一种基于超级电容器的电能储存系统包括：光伏发电模块、超级电容器模块、锂电池模块、光伏发电功率获取模块、负载侧额定功率获取模块和控制模块。本发明专利技术通过光伏发电模块对负载侧进行供电，实现了节能的效果，并且针对光伏发电模块不同的功率提供不同的供电策略，保证锂电池一直以额定功率进行输出，保证对于负载侧的稳定供能。保证对于负载侧的稳定供能。保证对于负载侧的稳定供能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超级电容器的电能储存系统


[0001]本专利技术涉及电能储存领域，更具体的说，涉及一种基于超级电容器的电能储存系统。

技术介绍

[0002]目前针对负载侧，例如手机和无人机等的供电一般是通过锂电池进行供电，但是当负载侧的功率发生变化时，锂电池的输出功率也要随之变化，锂电池的输出功率频繁地发生变化会缩短锂电池的使用寿命。目前针对此问题的解决方法是加载一个超级电容器，实现功率调整，但是通过超级电容器调整功率后，由于超级电容器的能量密度低，并且单个超级电容器额定电压较低，在频率调整后，电量供应会不稳定。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种基于超级电容器的电能储存系统，通过在以超级电容器调整功率，并且功率稳定后，切换为锂电池对负载侧进行稳定供电，保证负载侧的稳定运行；为实现上述技术方案，本专利技术提供一种基于超级电容器的电能储存系统，包括：光伏发电模块，用于将太阳能转化为电能，并对负载侧进行供电；超级电容器模块，用于存储来自光伏发电模块的电能，对负载侧进行电能输出；锂电池模块，用于向负载侧输送电能，维持负载侧输入功率的稳定；光伏发电功率获取模块，用于获取光伏发电模块输出至负载侧的功率；负载侧额定功率获取模块，用于获取负载侧在运行中的额定功率；控制模块，用于控制光伏发电模块、超级电容器模块和锂电池模块。
[0004]作为本专利技术的一个优选，所述控制模块对光伏发电模块、超级电容器模块和锂电池模块的控制包括如下内容：当光伏发电功率获取模块从光伏发电模块获取的输出至负载侧的功率等于负载侧当前的额定功率时，通过光伏发电模块直接对负载侧进行供电，不启动超级电容器模块和锂电池模块；当光伏发电功率获取模块从光伏发电模块获取的输出至负载侧的功率低于负载侧当前的额定功率时，切换光伏发电模块对超级电容器模块进行供电，启动锂电池模块对负载侧进行额定功率的供电；当光伏发电功率获取模块从光伏发电模块获取的输出至负载侧的功率高于负载侧当前的额定功率时，不启动锂电池模块，通过光伏发电模块以额定功率对负载侧进行供电，将额外的功率以电能的形式输入至超级电容器模块，对超级电容器模块进行充电。
[0005]作为本专利技术的一个优选，还包括对超级电容器模块和锂电池模块内部电量的判断，具体步骤如下：当光伏发电功率获取模块从光伏发电模块获取的输出至负载侧的功率低于负载侧当前的额定功率时；S1：持续获取超级电容器模块内部的电荷量q1；S2：判断“q1≤Q1”是否成立，其中Q1为超级电容器模块预设电荷量，若是“q1≤Q1”成立，通过光伏发电模块对超级电容器模块进行供电，启动锂电池模块对负载侧进行额定
功率的供电，回到S1；若是“q1≤Q1”不成立，进入S3；S3：获取锂电池模块内部的电荷量q2；S4：判断“q2≤Q2”是否成立，Q2为锂电池预设电荷量，若是“q2≤Q2”不成立，停止启用光伏发电功率获取模块，回到S3；若是“q2≤Q2”成立，进入S5；S5：启用光伏发电功率获取模块对锂电池模块进行供电，通过超级电容器模块对负载侧进行额定功率的供电。
[0006]作为本专利技术的一个优选，还包括负载侧功率变化获取模块，用于获取负载侧的功率变化趋势，负载侧的功率变化趋势以布尔值进行表示，1代表负载侧功率上升，0代表负载侧功率下降；负载侧控制信号获取模块，用于获取对于负载侧的控制信号，控制信号为对负载侧的控制指令；数据库，用于储存控制信号与负载侧的功率变化趋势，控制信号映射到对应的负载侧的功率变化趋势。
[0007]作为本专利技术的一个优选，对于负载侧的功率监测包括如下步骤：获取对于负载侧的控制信号，遍历数据库，定位此控制信号对应的负载侧的功率变化趋势，若未查找到对应的负载侧的功率变化趋势，无操作；若对应的负载侧的功率变化趋势为1，通过光伏发电模块或超级电容器模块任一项对负载侧进行额定功率的供电，负载侧额外需要的功率由超级电容器模块提供；若对应的负载侧的功率变化趋势为0，启动超级电容器模块对负载侧进行对应功率的供电。
[0008]作为本专利技术的一个优选，当负载侧的功率发生变化时，还包括对负载侧的稳定供电，具体步骤如下：T1：令k=1，k用于记录负载侧的功率稳定不变的次数；T2：获取负载侧的功率P1；T3：间隔t1时间后再次获取负载侧的功率P2；T4：判断“P1==P2”是否成立，若是“P1==P2”成立，进入T5；若是“P1==P2”不成立，令k=1，进入T7；T5：将k+1赋值给k，判断“k≤K”是否成立，K为预设次数，若是“k≤K”成立，进入T7；若是“k≤K”不成立，进入T6；T6：停用超级电容器模块，通过锂电池模块以设定功率P2对负载侧进行供电；T7；将P2赋值给P1，回到T3。
[0009]作为本专利技术的一个优选，负载侧为无人机。
[0010]作为本专利技术的一个优选，还包括风力发电模块，用于将风能转化为电能，并对超级电容器模块进行充电。
[0011]作为本专利技术的一个优选，还包括对风能的存储，包括如下步骤：当对于负载侧的控制信号为急停或者刹车中的任一项，启动风力发电模块，风力发电模块对超级电容器模块进行充电。
[0012]本专利技术具有以下优点：1、本专利技术通过光伏发电模块对负载侧进行供电，实现了节能的效果，并且针对光伏发电模块不同的功率提供不同的供电策略，保证锂电池一直以额定功率进行输出，保证
对于负载侧的稳定供能。
[0013]2、本专利技术通过监测超级电容器模块和锂电池模块内部的电荷量，来回切换地对超级电容器模块和锂电池模块进行充电，实现对太阳能的充分运用。
[0014]3、本专利技术通过对负载侧变化后的功率进行监测，当负载侧的功率稳定时，切换为锂电池对负载侧进行稳定供电，保证负载侧的稳定运行。
附图说明
[0015]图1为本专利技术采用的基于超级电容器的电能储存系统的结构示意图。
具体实施方式
[0016]为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
实施例1
[0017]一种基于超级电容器的电能储存系统，如图1所示，包括光伏发电模块、超级电容器模块、锂电池模块、光伏发电功率获取模块、负载侧额定功率获取模块和控制模块：光伏发电模块，具体配置为，在负载侧的部件上涂抹太阳能发电涂料，并接通电路，用于将太阳能转化为电能，并对负载侧进行供电，通过对太阳能的利用，能够实现节能的效果；超级电容器模块存储来自光伏发电模块的电能，对负载侧进行电能输出，超级电容器模块通过超级电容器对太阳能转化为的电能进行存储，并且方便对负载侧进行功率调整；超级电容器模块由超级电容器和DC/DC变换器组成，DC/DC变换器可以在对超级电容器充电时和在超级电容器放电时对超级电容器进行功率调节，DC/DC变换器采用功率、电流双闭环反馈滞本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超级电容器的电能储存系统，其特征在于，包括：光伏发电模块，用于将太阳能转化为电能，并对负载侧进行供电；超级电容器模块，用于存储来自光伏发电模块的电能，对负载侧进行电能输出；锂电池模块，用于向负载侧输送电能，维持负载侧输入功率的稳定；光伏发电功率获取模块，用于获取光伏发电模块输出至负载侧的功率；负载侧额定功率获取模块，用于获取负载侧在运行中的额定功率；控制模块，用于控制光伏发电模块、超级电容器模块和锂电池模块。2.根据权利要求1所述的一种基于超级电容器的电能储存系统，其特征在于，所述控制模块对光伏发电模块、超级电容器模块和锂电池模块的控制包括如下内容：当光伏发电功率获取模块从光伏发电模块获取的输出至负载侧的功率等于负载侧当前的额定功率时，通过光伏发电模块直接对负载侧进行供电，不启动超级电容器模块和锂电池模块；当光伏发电功率获取模块从光伏发电模块获取的输出至负载侧的功率低于负载侧当前的额定功率时，切换光伏发电模块对超级电容器模块进行供电，启动锂电池模块对负载侧进行额定功率的供电；当光伏发电功率获取模块从光伏发电模块获取的输出至负载侧的功率高于负载侧当前的额定功率时，不启动锂电池模块，通过光伏发电模块以额定功率对负载侧进行供电，将额外的功率以电能的形式输入至超级电容器模块，对超级电容器模块进行充电。3.根据权利要求2所述的一种基于超级电容器的电能储存系统，其特征在于，还包括对超级电容器模块和锂电池模块内部电量的判断，具体步骤如下：当光伏发电功率获取模块从光伏发电模块获取的输出至负载侧的功率低于负载侧当前的额定功率时；S1：持续获取超级电容器模块内部的电荷量q1；S2：判断“q1≤Q1”是否成立，其中Q1为超级电容器模块预设电荷量，若是“q1≤Q1”成立，通过光伏发电模块对超级电容器模块进行供电，启动锂电池模块对负载侧进行额定功率的供电，回到S1；若是“q1≤Q1”不成立，进入S3；S3：获取锂电池模块内部的电荷量q2；S4：判断“q2≤Q2”是否成立，Q2为锂电池预设电荷量，若是“q2≤Q2”不成立，停止启用光伏发电功率获取模块，回到S3；若是“q2≤Q2”成立，进入S5；S5：启用光伏发电功率获取模块对锂电池模块进行供电，通过超级电容器模块对负载侧进行额定功率的供电。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：何通，陈学辉，吴志丹，童能高，矍梦梦，李奇，梁达杭，杨璐，杨超，刘洁雅，何燕玉，罗绮琦，刘艳民，董丽，
申请(专利权)人：佛山电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：