[发明专利]一种基于波浪能发电的混合储能能源路由管理系统

说明书

本发明公开了一种基于波浪能发电的混合储能能源路由管理系统，其特征在于，混合储能能源路由管理系统包括混合储能系统和混合储能能源管理系统，混合储能系统包括氢储能系统、超级电容组和锂电池组，超级电容器组包括超级电容器A和超级电容器B，氢储能系统包括海水电解装置、氢燃料电池与储氢装置；本发明实现了波浪能发电并网功率波动抑制，在混合储能能源路由管理系统拓扑结构、混合储能系统能源管理策略与氢燃料电池荷电状态管理三方面实现了混合储能能源路由管理系统的功率平滑输出。

技术领域

本发明涉及混合能源管理技术领域，具体涉及一种基于波浪能发电的混合储能能源路由管理系统。

背景技术

波浪能是海洋能源中蕴藏最为丰富的能源之一，也是海洋能利用研究中近期研究最多的海洋能源，它能够提供优质的可再生能源，缓解能源短缺。但波浪能受季节，气象和地域条件的影响，具有明显的不连续与不稳定性，导致能量的损失。而大规模的储能技术可以将不稳定的波浪能拼接起来，转化为可靠稳定的能源供应。

目前，大多数利用储能系统平抑波浪能发电阵列有功波动的能量管理策略不够完善，且未考虑对波浪能电场能量的最大利用，能量浪费现象严重。此外，由于超级电容储能系统的功率和容量均受到限制，有必要将存储能量不受限的氢循环系统作为辅助调度装置与传统的锂电池储能纳入考虑范围，充分发挥功率型储能元件与能量型储能元件各自的优势，并设计一套更优化的储能单元调度策略，以应对未来波浪能的大幅变化。

发明内容

为了解决上述混合储能系统存在的问题，本发明设计了一种基于波浪能发电的混合储能能源路由管理系统，本发明实现了波浪能发电并网功率波动抑制，在混合储能能源路由管理系统拓扑结构、混合储能系统能源管理策略与氢燃料电池荷电状态管理三方面实现了混合储能能源路由管理系统的功率平滑输出，具体技术方案如下：

一种基于波浪能发电的混合储能能源路由管理系统，所述混合储能能源路由管理系统包括混合储能系统和混合储能能源管理系统，所述混合储能系统包括氢储能系统、超级电容组和锂电池组，所述超级电容器组包括超级电容器A和超级电容器B，所述氢储能系统包括海水电解装置、氢燃料电池与储氢装置，所述锂电池组、超级电容器A、氢燃料电池与直流母线相连接，所述直流母线同时连接直流负载和交流母线，所述交流母线与波浪能发电阵列、海水电解装置、超级电容器B、交流负载和大电网相连接，所述混合储能能源管理系统实时采集并控制所述海水电解装置的电解水功率P_h、超级电容器A功率P_s1、超级电容器B功率P_s2、锂电池组功率P_L、直流负载功率P_load1、交流负载功率P_load2、原始波浪能发电功率P_wave、氢燃料电池功率P_b和所述混合储能能源路由管理系统的并网功率P_grid的平滑输出，同时保证所述直流负载和所述交流负载的正常工作。

进一步的，所述锂电池组和所述超级电容器A分别通过一组DC/DC变换器连接至直流母线，所述超级电容器B依次通过一组DC/DC变换器和一组DC/AC变换器连接至交流母线，所述氢燃料电池通过一组DC/DC变换器连接直流母线，所述交流母线通过一组DC/AC变换器连接海水电解装置，所述直流母线通过一组DC/AC变换器连接至交流母线，所述交流母线通过一号变压器连接交流负载，所述交流母线使用静态开关在公共连接点PCC通过二号变压器与大电网相连。

优选的，所述混合储能能源管理系统具有六种调度模式：

调度模式1-1：该模式为混合储能系统初始充电阶段调度模式，该模式下波浪能发电阵列的原始波浪能发电功率大于最大功率的90％，为直流负载和交流负载正常供电，同时给超级电容器组和锂电池组充电并且为海水电解装置提供电解水功率，公式如下：