[发明专利]一种基于温度场控制技术的光伏直流复合储能系统及方法

权利要求书

1.一种基于温度场控制技术的光伏直流复合储能系统，其特征是，包括高温超导电磁储能装置（1）、液氮罐（2）、锂电池储能阵列（10）和锂离子电池阵列降温系统（13）；所述锂电池储能阵列（10）周向布置在高温超导电磁储能装置（1）和液氮罐（2）的外部，所述锂电池储能阵列（10）与锂电池储能阵列电流电压控制装置（12）连接，所述锂电池储能阵列电流电压控制装置（12）与锂电池储能控制开关（11）连接，所述锂离子电池阵列降温系统（13）与锂电池储能阵列（10）相邻布置；所述高温超导电磁储能装置（1）包括双向线圈（5）、高温超导电磁储能控制开关（6）、高温超导电磁储能充能线圈（7）、高温超导电磁储能释能线圈（8）和高温超导电磁储能测控装置（9），所述液氮罐（2）内设置有柱芯（3），所述柱芯（3）的侧壁分布有凹槽（4），所述双向线圈（5）缠绕在凹槽（4）内，所述高温超导电磁储能充能线圈（7）和高温超导电磁储能释能线圈（8）分别与双向线圈（5）连接，所述高温超导电磁储能控制开关（6）分别与高温超导电磁储能充能线圈（7）和高温超导电磁储能释能线圈（8）连接，所述高温超导电磁储能测控装置（9）与高温超导电磁储能控制开关（6）连接；所述液氮罐（2）的侧壁包括内壁（15）和外壁（16），所述内壁（15）与外壁（16）之间具有中间隔层（14），所述中间隔层（14）为真空。

2.根据权利要求1所述的基于温度场控制技术的光伏直流复合储能系统，其特征是，所述内壁（15）和外壁（16）上均电镀有覆银层（17）和导热系数低的氧化锆层（18）。

3.根据权利要求1所述的基于温度场控制技术的光伏直流复合储能系统，其特征是，光伏电站直流配电柜出线的直流电直接进入基于温度场控制技术的光伏直流复合储能系统。

4.一种如权利要求1-3中任一项所述的基于温度场控制技术的光伏直流复合储能系统的工作方法，其特征是，过程如下：

1）当光伏电站直流配电柜出线的直流电按照日发电曲线增加发电量变化趋势较大或者波动范围较大时，锂电池储能控制开关（11）开启，开始向锂电池储能阵列（10）储存电能；当光伏电站直流配电柜出线的直流电按照日发电曲线减少发电量变化趋势较大或者波动范围较大时，锂电池储能控制开关（11）断开，锂电池储能阵列（10）开始向负载释放电能；储存电能和释放电能的过程中，锂电池储能阵列电流电压控制装置（12）控制锂电池储能阵列（10）的储能和释能的速度和状态，当锂电池储能阵列（10）的电压达到预定上限时，停止储能，当锂电池储能阵列（10）的电压下降到预定下线时，停止释放能量，同时锂电池储能阵列电流电压控制装置（12）控制储能和释放能量的电流值，保证系统安全；上述过程中产生的热量由锂离子电池阵列降温系统（13）排出，保障系统温度场的稳定；

2）当光伏电站直流配电柜出线的直流电波动范围较小、电能瞬时增加或者电网需要快速响应调频时，高温超导电磁储能测控装置（9）开启高温超导电磁储能控制开关（6），闭合高温超导电磁储能充能线圈（7），开始向双向线圈（5）储存电能；当光伏电站直流配电柜出线的直流电波动范围较小、电能瞬时减少或者电网需要快速响应调频时，高温超导电磁储能测控装置（9）开启高温超导电磁储能控制开关（6），断开高温超导电磁储能充能线圈（7），闭合高温超导电磁储能释能线圈（8），双向线圈（5）开始向负载释放电能；

3）高温超导电磁储能控制开关（6）、高温超导电磁储能测控装置（9）、锂电池储能控制开关（11）、锂电池储能阵列电流电压控制装置（12）、锂电池储能阵列（10）和锂离子电池阵列降温系统（13）控制温度场使其稳定；

4）中间隔层（14）真空状态，液氮罐（2）罐体的内壁（15）和外壁（16）电镀的覆银层（17）和导热系数低的氧化锆层（18）隔绝液氮罐（2）的散冷；高温超导电磁储能控制开关（6）、高温超导电磁储能充能线圈（7）和高温超导电磁储能释能线圈（8）杜绝双向线圈（5）与外界直接接触，保障双向线圈（5）的超导环境；

5）光伏电站直流配电柜出线的直流电直接进入基于温度场控制技术的光伏直流复合储能系统提高储能转换效率。