一种风光互补发电储能系统技术方案

本发明专利技术涉及一种风光互补发电储能系统，其主要技术特点是：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，所述的风力发电机和光伏组件的输出端共同连接到新能源控制器，该新能源控制器分别与锂电池组、超级电容器组和负载相连接。本发明专利技术设计合理，充分利用风、光等自然资源，将锂离子电池和超级电容器组共同作为储能装置，配以效率更高的新能源控制器给负载供电，在上述情况下，把风力发电机、光伏组件产生的微弱电能收集起来；解决了在自然条件较差时不能收集能量的问题，减少了锂电池的循环次数，提高了系统的效率，延长了给负载的供电时间。

【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系统，其主要技术特点是：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，所述的风力发电机和光伏组件的输出端共同连接到新能源控制器，该新能源控制器分别与锂电池组、超级电容器组和负载相连接。本专利技术设计合理，充分利用风、光等自然资源，将锂离子电池和超级电容器组共同作为储能装置，配以效率更高的新能源控制器给负载供电，在上述情况下，把风力发电机、光伏组件产生的微弱电能收集起来；解决了在自然条件较差时不能收集能量的问题，减少了锂电池的循环次数，提高了系统的效率，延长了给负载的供电时间。【专利说明】—种风光互补发电储能系统
本专利技术属于新能源
，尤其是一种风光互补发电储能系统。
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，常规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，这部分能量就被舍弃了。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。
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系统，解决了在长期出现弱风或遭遇连续的阴雨天气不能保证负载用电需求的问题。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，所述的风力发电机和光伏组件的输出端共同连接到新能源控制器，该新能源控制器分别与锂电池组、超级电容器组和负载相连接。而且，所述的超级电容器组是由多个电容串联构成的一个串联支路电容器组。而且，所述的锂电池组采用LiFeP04为正极的锂离子二次电池。本专利技术的优点和积极效果是:1、本系统充分利用风、光等自然资源，将锂离子电池和超级电容器组共同作为储能装置，配以效率更高的新能源控制器给负载供电，在上述情况下，把风力发电机、光伏组件产生的微弱电能收集起来，储存到超级电容器组或锂电池组内，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、本系统将超级电容器组与锂电池配合使用，风机、太阳能板产生的能量通过新能源控制器优先给超级电容器进行充电(或其优先于锂电池进行放电)，这样，不仅能减少锂离子电池的循环次数，延长其寿命，还能提供较大的功率，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。3、本专利技术设计合理，解决了在自然条件较差时不能收集能量的问题，减少了锂电池的循环次数，提高了系统的效率，延长了给负载的供电时间。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术的电路方框图；图2是图1中超级电容器组电路示意图。【具体实施方式】以下结合附图对本专利技术实施例做进一步详述:一种风光互补发电储能系统，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，所述的风力发电机和光伏组件的输出端共同连接到新能源控制器，该新能源控制器分别与锂电池组、超级电容器组和负载相连接。锂电池组与传统的铅酸蓄电池相比，是一种能量密度高、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；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。如图2所示，超级电容器组是由多个电容串联构成的一个串联支路电容器组，具体包括:电容Cu、C"、……Cg依次串联连接为第一个电容组，电容C2_1、C2_2……C2_n依次串联连接为第二个电容组，电容ClriXlrf……Cn_n依次串联连接为第η个电容组，然后将第一个电容组、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，其与传统电容器相比，具有功率密度大，循环寿命长，可大电流充放电，低温特性好等特点，但是，其容量却不能与锂离子电池相提并论。本系统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，其各自的优势将得以发挥。本专利技术的工作原理 为:充电时，在微风、弱光条件下，风力发电机、光伏组件所产生的电压较低，达不到锂电池的充电电压最低值VI，所产生的电能只能通过新能源控制器进入超级电容器组，超级电容器组充电达到锂电池的充电电压最低值Vl后，超级电容器组的电能通过新能源控制器向锂电池稳定充电；当超级电容器组电压降低至设定电压V2后，新能源控制器停止向锂电池充电，等待超级电容器组再次由风力发电机和光伏组件充电至Vl再次工作；当锂电池组充满电后，内部保护板自动断开，新能源控制器不能对其充电，只能给超级电容器组充电，将其充电至超级电容器组保护限定电压值时，新能源控制器停止向其充电。放电时，首先由超级电容器组给负载供电，当超级电容器组电量不足时，锂电池组通过新能源控制器给负载供电，同时通过新能源控制器给超级电容器组补充电量。在晨、昏、阴天光照较弱或弱风的情况下，风力发电机、光伏电池电压平于或低于电池组电压，常规的风光互补系统不能收集这些微弱的能量。而本系统所用超级电容器组、锂电池配合高效的新能源控制器，能在上述情况下，把风力发电机、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。同时，由于超级电容器具有很长的循环寿命，并能提供远大于锂离子电池的输出功率，风机、太阳能板产生的能量通过新能源控制器优先给超级电容器进行充电(或其优先于锂电池进行放电)，这样，不仅能减少锂离子电池的循环次数，延长其寿命，还能够提供较大的功率，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。需要强调的是，本专利技术所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本专利技术包括并不限于【具体实施方式】中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本专利技术的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本专利技术保护的范围。【权利要求】1.一种风光互补发电储能系统，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，所述的风力发电机和光伏组件的输出端共同连接到新能源控制器，该新能源控制器分别与锂电池组、超级电容器组和负载相连接。2.根据权利要求1所述的一种风光互补发电储能系统，其特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风光互补发电储能系统，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，所述的风力发电机和光伏组件的输出端共同连接到新能源控制器，该新能源控制器分别与锂电池组、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：李聪利，赵宇营，李俊伟，郑悦，张弛，顾德明，杨法，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网天津市电力公司，天津市三源电力设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：