[发明专利]一种光伏电源混合储能系统

权利要求书

1.一种光伏电源混合储能系统，其特征是，所述储能系统包括超级电容器（C1）、蓄电池组（B2）、后备储能系统（B3）、三个储能电感、六个带有反并联快恢复二极管的IGBT和状态监控器，所述超级电容器（C1）与第一储能电感（L1）串接后一端接光伏电源直流母线负极，另一端分别经第一IGBT（T0）和第二IGBT（T1）接光伏电源直流母线的负极和正极，所述蓄电池组（B2）与第二储能电感（L2）串接后一端接光伏电源直流母线负极，另一端分别经第三IGBT（T2）和第四IGBT（T3）接光伏电源直流母线的负极和正极，所述后备储能系统（B3）与第三储能电感（L3）串接后一端接光伏电源直流母线负极，另一端分别经第五IGBT（T4）和第六IGBT（T5）接光伏电源直流母线的负极和正极；

所述光伏电源混合储能系统按如下方式运作：

在光伏发电系统运行过程中，状态监控器实时检测光伏电源的直流母线电压、超级电容器电压、蓄电池组电压和后备储能系统电压，并根据各电压的监测值按以下方法调整混合储能系统的运行状态:

若光伏电源的直流母线电压在其额定值U_N的98%～102%范围以内，则原有控制状态不变；

当光伏电源的直流母线电压低于其额定值U_N的98%时，若混合储能系统当前为充电状态，则减小储能系统的充电功率；若混合储能系统当前不是充电状态，则进行发电控制，使储能系统向光伏电源的直流母线传输的功率增大；

当光伏电源的直流母线电压高于其额定值U_N的102%时，若混合储能系统当前为发电状态，则减小混合储能系统的发电功率；若混合储能系统当前不是发电状态则进行充电控制，使光伏电源向储能系统的充电功率增大。

2.根据权利要求1所述的一种光伏电源混合储能系统，其特征是，使混合储能系统向光伏电源的直流母线传输的功率增大的方法是：首先控制第一IGBT（T0）的通断占空比增量，使超级电容器（C1）向光伏电源的直流母线传输的功率增大；如果此时超级电容器电压低于其最高工作电压的0.2倍，则改为控制第三IGBT（T2）的通断占空比增量，使蓄电池组（B2）向光伏电源的直流母线传输的功率增大；如果此时蓄电池组电压小于其额定电值的0.8倍，则改为控制第五IGBT（T4）的通断占空比增量，使备用储能系统向光伏电源的直流母线传输的功率增加。

3.根据权利要求1或2所述的一种光伏电源混合储能系统，其特征是，使光伏电源向混合储能系统的充电功率增大的方法是：首先控制第二IGBT（T1）的通断占空比增量，使光伏电源向超级电容器（C1）的充电功率增大；如果此时超级电容器电压达到其最高工作电压，则改为控制第四IGBT（T3）的通断占空比增量，使光伏电源向蓄电池组（B2）的充电功率增大；如果此时蓄电池组电压大于其额定电压的1.3倍，则改为控制第六IGBT（T5）的通断占空比增量，使光伏电源向备用储能系统的充电功率增加。

4.根据权利要求3所述的一种光伏电源混合储能系统，其特征是，所述后备储能系统（B3）为电解制氢—发电设备。

5.根据权利要求4所述的一种光伏电源混合储能系统，其特征是，增大混合储能系统的充、放电功率时，各IGBT通断占空比增量                                                的计算方法为：，其中，为光伏电源直流母线电压，K₁、K₂为与直流母线额定电压、当前运行储能单元的电压和控制电路的载波频率相关的正系数。

6.根据权利要求5所述的一种光伏电源混合储能系统，其特征是，构成中还包括稳压电解电容（C_P），所述稳压电解电容（C_P）的正极和负极分别接光伏电源直流母线的正极和负极。

7.根据权利要求6所述的一种光伏电源混合储能系统，其特征是，在储能系统与光伏电源直流母线之间设置有投切开关（K）。