一种超级电容和电池混合储能的制氢供电系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种超级电容和电池混合储能的制氢供电系统，包括与外部电源连接的BMS系统、由超级电容和电池并联而成的储能装置、电解槽，该BMS系统的电输出端与储能装置的电输入端连接，该储能装置的超级电容和电池的电输出端均与电解槽连接。本实用新型专利技术利用并联设置的超级电容和电池作为储能装置，相较传统的储能装置，提高了功率输出能力，具有低内部耗损，且增加了放电时间，可以减少电池的充放电循环次数，延长使用寿命。延长使用寿命。延长使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种超级电容和电池混合储能的制氢供电系统


[0001]本技术涉及储能系统供电领域，特别是一种超级电容和电池混合储能的制氢供电系统。

技术介绍

[0002]在可再生能源电解水制氢项目当中通常设置有储能系统，其作用主要有以下几方面：(1)当光伏或风电输出存在盈余时，作为储能设备以在后续需要时向电解槽供电；(2)当主电源出现较大波动时，作为电力调整设备参与到输配电过程中，以持续为电解槽提供优质稳定的电力；(3)当系统脱离主电网时，作为稳压电源参与到整体系统的输配电过程中。
[0003]一般储能系统采用电池作为储能装置，其具有良好的能量存储密度，适合长期紧凑的能量存储场景。但是采用电池作为储能装置也存在一些不足，比如在低温的运行环境下，电池的充放电效率会大幅度下降。可再生能源制氢项目的电力系统中有着波动大，频繁的特性，所以需要储能装置进行多次且频繁的调整。这种快速充放电循环的情况会快速减少电池的使用寿命。
[0004]以及，电解槽作为可再生能源制氢的用电方，需要持续、无波动的供电方案，从而得到稳定的产氢量。在电解槽初期启动时需要大的电能输入用来快速升高电解槽内的温度，而电池的瞬间放电速度很难达到这一要求，特别是需要实现对多台电解槽进行冷启动时就变得更加困难。

技术实现思路

[0005]本技术提供一种超级电容和电池混合储能的制氢供电系统，提供并联设置的超级电容和电池，可以利用超级电容和电池在技术性能上的互补性，大幅度提高储能系统的性能。
[0006]本技术所采用的技术手段如下所述：
[0007]一种超级电容和电池混合储能的制氢供电系统，包括与外部电源连接的BMS系统、由超级电容和电池并联而成的储能装置、电解槽，该BMS系统的电输出端与储能装置的电输入端连接，该储能装置的超级电容和电池的电输出端均与电解槽电连接。
[0008]作为优选，该BMS系统的电输出端通过一电感与储能装置的电输入端连接。
[0009]作为优选，在该储能装置中的电池所在线路的电池前侧还串连设置有DC/DC。
[0010]作为优选，在该储能装置中的超级电容所在线路的超级电容前侧和电池所在线路的电池前侧均还串连设置有DC/DC。
[0011]本技术与现有的技术相比具有如下优点：
[0012]本技术利用并联设置的超级电容和电池作为储能装置，相较传统的储能装置，提高了功率输出能力，具有低内部耗损，且增加了放电时间，可以减少电池的充放电循环次数，延长使用寿命；该混合储能装置还可以缩小储能装置的体积、改善供电系统的可靠性和经济性；以及本技术配置有BMS系统，可对超级电容和电池的SOC进行实时监控，输
入的直流电通过BMS系统对电解槽进行配电；以及本技术BMS系统和储能装置之间还串连有电感，其具有滤波作用，可以稳定电池的输出电流同时有效抑制电流纹波；以及电池和超级电容线路上串连的DC/DC还可有限保护电池，在高功率输出时由超级电容承担，并由电池控制电解槽的负载电压。
附图说明
[0013]图1为本技术制氢供电系统的第一实施例结构示意图。
[0014]图2为本技术制氢供电系统的第二实施例结构示意图。
[0015]图3为本技术制氢供电系统的第三实施例结构示意图。
[0016]图4为本技术制氢供电系统的第四实施例结构示意图。
[0017]其中：
[0018]1BMS系统，2超级电容，3电池，4电解槽，5电感，6DC/DC。
具体实施方式
[0019]如1
‑
4所示，提供如下具体实施例。
[0020]如图1中所示，一种超级电容和电池混合储能的制氢供电系统，包括与外部电源连接的BMS系统1、由超级电容2和电池3并联而成的储能装置、电解槽4，该BMS系统1的电输出端与储能装置的电输入端连接，该储能装置的超级电容2和电池3的电输出端均与电解槽4电连接。
[0021]如图2所示的第二实施例中，该BMS系统1的电输出端通过一电感5与储能装置的电输入端连接，通过串连电感5，可以稳定电池3的输出电流，同时有效抑制电流纹波。
[0022]如图3所示的第三实施例中，在该储能装置中的电池3所在线路的电池3前侧还串连设置有DC/DC 6(又称直流斩波器)。
[0023]以及在如图4所示的第四实施例中，在该储能装置中的超级电容2所在线路的超级电容2前侧和电池3所在线路的电池3前侧均还串连设置有DC/DC 6。图3所示的第三实施例和图4所示的第四实施例中串连设置DC/DC 6可以有效保护电池3，实现在高功率输出时由超级电容2承担，并由电池3控制电解槽4的负载电压。
[0024]本技术通过由超级电容2和电池3混合的储能装置，能够为电解槽4提供快速、平稳的电能输入。在传统的电池储能系统基础上，利用超级电容解决了电池在低温状态下工作效率降低，瞬时放电效率差等弊端。增加了可再生能源制氢系统的电源稳定性，并且可以实现多台电解槽的同时冷启动。所述专利技术也具有良好的经济性，延长了电池的使用周期以及减小了内部耗损和装备体积。
[0025]其中，上述实施例仅示出了优选的实施方式，其BMS系统、超级电容、电池、电解槽、电感、DC/DC的型号均按照本领域技术人员常识进行选择，以及超级电极和电池的设置数量、电感和DC/DC的设置数量和位置均可根据实际工程需要进行设计，还可在该制氢供电系统中设置如开关等必要的为方便实现本技术的元件，其均属于本技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超级电容和电池混合储能的制氢供电系统，其特征在于，包括与外部电源连接的BMS系统(1)、由超级电容(2)和电池(3)并联而成的储能装置、电解槽(4)，该BMS系统(1)的电输出端与储能装置的电输入端连接，该储能装置的超级电容(2)和电池(3)的电输出端均与电解槽(4)电连接。2.根据权利要求1所述的一种超级电容和电池混合储能的制氢供电系统，其特征在于，该BMS系统(1)的电输出端通过一电感(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：周行，汤晓舒，周军，李少华，王慧，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：