一种基于混合储能的供能装置及方法与流程

本发明实施例涉及混合储能系统，尤其涉及一种基于混合储能的供能装置及方法。

背景技术：

1、风电光伏的出力波动性和间歇性强，直接通过碱性电解槽制取绿氢时，会造成碱性电解槽的效率不稳定，同时使得碱性电解槽的使用寿命降低，从而将基于风电光伏等新能源制取绿氢工程的经济性降低。

2、基于风电光伏等绿电通过碱性电解槽制取绿氢，为了保证高的转换效率和碱性电解槽的使用寿命，需要风电光伏出力更为稳定。对风电光伏配置储能系统是稳定其出力的通用的技术方案。但是风电光伏出力波动的高频分量用锂电池储能系统平抑会造成锂电池储能充放电切换过于频繁，明显缩短锂电池的使用寿命，降低系统的经济性。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种基于混合储能的供能装置及方法，以解决现有的风电光伏配备的储能系统需要具有高能量密度和高输出功率的能力，单一电池无法满足的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

3、第一方面，本发明实施例提供了一种基于混合储能的供能装置，包括：

4、超级电容储能系统、第一能量管理系统、锂电池储能系统和第二能量管理系统；

5、所述超级电容储能系统通过所述第一能量管理系统与新能源发电系统连接，用于对所述新能源发电系统中过剩出力的高频波动能量进行平抑，减少锂电池储能系统的充放电次数；

6、所述锂电池储能系统通过所述第二能量管理系统与新能源发电系统连接，用于对所述新能源发电系统中过剩出力的低频波动能量进行平抑，减少低频波动。

7、可选的，还包括：

8、第一双向dc/dc电力电子设备和第二双向dc/dc电力电子设备；

9、所述第一双向dc/dc电力电子设备和所述超级电容储能系统第一能量管理系统连接，用于将所述超级电容储能系统和所述锂电池储能系统进行解耦控制；

10、所述第二双向dc/dc电力电子设备和所述锂电池储能系统第二能量管理系统连接，用于将所述锂电池储能系统和所述超级电容储能系统进行解耦控制。

11、可选的，所述第一能量管理系统包括：高频滤波器、第一计算模块和第一脉宽控制模块；

12、所述高频滤波器和所述新能源发电系统连接，用于采集所述新能源发电系统输出的过剩出力的高频波动能量；

13、所述第一计算模块与所述高频滤波器和所述第一脉宽控制模块连接，用于对所述高频滤波器采集到的高频波动能量进行计算，得到计算后的高频波动能量，并将所述计算后的高频波动能量输入所述第一脉宽控制模块；

14、所述第一脉宽控制模块与所述超级电容储能系统连接，用于对计算后的高频波动能量进行平抑，减少锂电池储能系统的充放电次数，并输入所述超级电容储能系统。

15、可选的，所述第二能量管理系统包括：第二计算模块和第二脉宽控制模块；

16、所述第二计算模块分别和所述新能源发电系统和所述锂电池储能系统连接，用于采集并计算所述新能源发电系统输出的过剩出力的低频波动能量和锂电池储能系统反馈的电压和电流，得到计算后的低频波动能量和计算后的所述锂电池储能系统反馈的电压和电流；

17、所述第二计算模块和所述第二脉宽控制模块连接，用于将计算后的低频波动能量和计算后的所述锂电池储能系统反馈的电压和电流输入所述第二脉宽控制模块；

18、所述第二脉宽控制模块与所述锂电池储能系统连接，用于根据输入的计算后的低频波动能量和计算后的所述锂电池储能系统反馈的电压和电流进行平抑，减少低频波动，并输入所述锂电池储能系统。

19、可选的，所述超级电容储能系统包括：第一电阻、第一电容、第一并联rc网络和第二并联rc网络；

20、其中，所述第一电阻、所述第一电容、所述第一并联rc网络和第二并联rc网络进行串联连接。

21、可选的，所述锂电池储能系统包括：第二电阻、第二电容、第三并联r c网络、第四并联r c网络和第五并联rc网络；

22、其中，所述第二电阻、所述第二电容、所述第三并联r c网络、所述第四并联r c网络和所述第五并联rc网络进行串联连接。

23、第二方面，本发明实施例提供了一种基于混合储能的供能方法，应用如第一方面中任一项所述的基于混合储能的供能装置，包括：

24、控制超级电容储能系统通过所述第一能量管理系统对所述新能源发电系统中过剩出力的高频波动能量进行平抑，减少锂电池储能系统的充放电次数；

25、控制锂电池储能系统通过所述第二能量管理系统对所述新能源发电系统中过剩出力的低频波动能量进行平抑，减少低频波动。

26、可选的，通过所述第一能量管理系统对所述新能源发电系统中过剩出力的高频波动能量进行平抑，减少锂电池储能系统的充放电次数包括：

27、采集所述新能源发电系统输出的过剩出力的高频波动能量；

28、对采集到的高频波动能量进行计算，得到计算后的高频波动能量，并将所述计算后的高频波动能量输入第一脉宽控制模块；

29、对计算后的高频波动能量进行平抑，减少锂电池储能系统的充放电次数，并输入所述超级电容储能系统。

30、可选的，通过所述第二能量管理系统对所述新能源发电系统中过剩出力的低频波动能量进行平抑，减少低频波动包括：

31、采集所述新能源发电系统和所述锂电池储能系统连接，用于采集并计算所述新能源发电系统输出的过剩出力的低频波动能量和锂电池储能系统反馈的电压和电流，得到计算后的低频波动能量和计算后的所述锂电池储能系统反馈的电压和电流；

32、将计算后的低频波动能量和计算后的所述锂电池储能系统反馈的电压和电流输入第二脉宽控制模块；

33、根据输入的计算后的低频波动能量和计算后的所述锂电池储能系统反馈的电压和电流进行平抑，减少低频波动，并输入所述锂电池储能系统。

34、可选的，还包括：

35、通过数学建模模拟所述超级电容储能系统和所述锂电池储能系统的充放电情况，调整所述超级电容储能系统和所述锂电池储能系统的组成部件，优化所述基于混合储能的供能装置的工作效果。

36、在本发明中，通过锂电池储能系统和超级电容储能系统的混合储能，平滑新能源出力，分别对新能源发电系统中的低频波动和高频波动进行平抑，在大幅度延长锂电池储能系统使用寿命的同时，保证了新能源发电系统对碱性电解槽的供电稳定，保证转化效率和使用寿命。

技术特征：

1.一种基于混合储能的供能装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于混合储能的供能装置，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的基于混合储能的供能装置，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的基于混合储能的供能装置，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的基于混合储能的供能装置，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的基于混合储能的供能装置，其特征在于，

7.一种基于混合储能的供能方法，其特征在于，应用如权利要求1-6中任一项所述的基于混合储能的供能装置，包括：

8.根据权利要求7所述的基于混合储能的供能方法，其特征在于，通过所述第一能量管理系统对所述新能源发电系统中过剩出力的高频波动能量进行平抑，减少锂电池储能系统的充放电次数包括：

9.根据权利要求7所述的基于混合储能的供能方法，其特征在于，通过所述第二能量管理系统对所述新能源发电系统中过剩出力的低频波动能量进行平抑，减少低频波动包括：

10.根据权利要求7所述的基于混合储能的供能方法，其特征在于，还包括：

技术总结
本发明提供一种基于混合储能的供能装置及方法，该装置包括：超级电容储能系统、第一能量管理系统、锂电池储能系统和第二能量管理系统；超级电容储能系统通过第一能量管理系统与新能源发电系统连接，用于对新能源发电系统中过剩出力的高频波动能量进行平抑；锂电池储能系统通过第二能量管理系统与新能源发电系统连接，用于对新能源发电系统中过剩出力的低频波动能量进行平抑，减少低频波动。本发明中，通过锂电池储能系统和超级电容储能系统的混合储能，平滑新能源出力，分别对新能源发电系统中的低频波动和高频波动进行平抑，在大幅度延长锂电池储能系统使用寿命的同时，保证了对碱性电解槽的供电稳定，保证转化效率和使用寿命。

技术研发人员：翟江,汪翔,杨成峰,杨婧,扈卫卫,夏庆生,张兴亮
受保护的技术使用者：特变电工国际工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12