基于锂电池和超级电容的储能并网电路及其控制方法

摘要

本发明公开了电力设备设计技术领域中的一种基于锂电池和超级电容的储能并网电路及其控制方法，用于解决分布式电源并网给电网带来的电能质量、逆潮流以及功率随机波动等问题。所述储能并网电路包括顺序连接的锂电池组、双向功率变换电路、超级电容阵列、逆变电路、滤波及并网电路和三相交流断路器；所述控制方法包括：当电网侧需要功率补偿并且锂电池组处于正常工作电压时，控制双向功率变换电路使其锂电池组进行放电；同时，控制逆变电路输出需要补偿的功率；当电网侧有多余功率时，控制双向功率变换电路使锂电池组进行充电。本发明在分布式电源产生随机功率波动时，将多余的功率储存起来，并在电网需要功率补偿，适时向电网供电。

主权项

一种基于锂电池和超级电容的储能并网电路，其特征是所述储能并网电路包括顺序连接的锂电池组、双向功率变换电路、超级电容阵列、逆变电路、滤波及并网电路和三相交流断路器；其中，所述锂电池组在正常的工作电压范围内，当电网侧需要补偿功率时，用于通过双向功率变换电路放电；当电网侧有多余功率时，用于通过双向功率变换电路充电；所述双向功率变换电路在电网侧需要补偿功率时，用于控制锂电池组放电；电网侧有多余功率时，用于控制锂电池组充电；所述超级电容阵列用于吸收高频波动，减小锂电池组充/放电过程中的高频波动；所述逆变电路在电网侧需要补偿功率时，用于将锂电池组经过双向功率变换电路放电的直流电逆变为三相交流电并输出到电网侧，对电网侧进行功率补偿；在电网侧有多余功率时，用于将电网侧的三相交流电整流成直流电并通过双向功率变换电路发送到锂电池组充电；所述滤波及并网电路用于滤除三相交流电中谐波；所述三相交流断路器用于控制所述储能并网电路与电网侧的连接或者断开；所述锂电池组由单体锂电池串联构成；所述超级电容阵列由单体超级电容串联构成；所述双向功率变换电路包括充放电电感、第一IGBT器件、与第一IGBT器件反并联的第一二极管、并联在第一IGBT器件的发射极和集电极之间的第一缓冲电路、第二IGBT器件、与第二IGBT器件反并联的第二二极管以及并联在第二IGBT器件的发射极和集电极之间的第二缓冲电路；其中，所述充放电电感的一端接锂电池组的正极，另一端接第一IGBT器件的发射极；所述第一IGBT器件的集电极接超级电容阵列的正极；所述第二IGBT器件的发射极接锂电池组的负极，第二IGBT器件的集电极接第一IGBT器件的发射极；所述第一缓冲电路由第一电阻和第一电容串联构成；所述第二缓冲电路由第二电阻和第二电容串联构成。