本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種混合儲(chǔ)能系統(tǒng)和微電網(wǎng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前在海島及偏遠(yuǎn)地區(qū)，一般采用微電網(wǎng)供電，即主要依靠光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、潮汐發(fā)電等新型能源發(fā)電。因?yàn)檫@些新能源的間歇性，這些新能源并不能提供持續(xù)可靠的電源，因此，微電網(wǎng)系統(tǒng)中需要儲(chǔ)能系統(tǒng)以維持電能的穩(wěn)定。

目前，一般采用蓄電池和超級(jí)電容組成混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，蓄電池能量密度高，但頻繁地大電流充放電會(huì)縮短其壽命，而超級(jí)電容充放電功率大，循環(huán)壽命長(zhǎng)，但能量密度小。采用蓄電池和超級(jí)電容組成混合儲(chǔ)能系統(tǒng)可以充分利用蓄電池和超

圖1所示的微電網(wǎng)系統(tǒng)包括混合儲(chǔ)能系統(tǒng)11、負(fù)載12、光伏發(fā)電系統(tǒng)13、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)14，其中，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)11包括蓄電池、超級(jí)電容、能量管理單元15、與蓄電池和直流/交流母線(xiàn)相連的雙向功率變換器1、與超級(jí)電容和直流/交流母線(xiàn)相連的雙向功率變換器2，其中，能量管理單元15分別獲取風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)輸出到直流/交流母線(xiàn)的功率Pw，光伏發(fā)電系統(tǒng)13輸出到直流/交流母線(xiàn)的功率Pv，負(fù)載12消耗的功率Pl，從而確定儲(chǔ)能系統(tǒng)11的充放電功率Pw+Pv-Pl(當(dāng)Pw+Pv-Pl大于0時(shí)，確定儲(chǔ)能系統(tǒng)11的充電功率；當(dāng)Pw+Pv-Pl小于0時(shí)，確定儲(chǔ)能系統(tǒng)11的放電功率)；并將確定的充放電功率進(jìn)行低通濾波，得到蓄電池充放電功率，然后將確定的充放電功率與蓄電池的充放電功率之差作為超級(jí)電容的充放電功率；雙向功率變換器1根據(jù)蓄電池的充放電功率 對(duì)蓄電池進(jìn)行充放電，雙向功率變換器2根據(jù)超級(jí)電容的充放電功率對(duì)超級(jí)電容進(jìn)行充放電。也就是說(shuō)，在確定充放電功率之后，確定的充放電功率中的高頻部分作為蓄電池充放電功率，確定的充放電功率中的低頻部分作為超級(jí)電容的充放電功率。

能量管理單元需要采集各輸入源和負(fù)載的電流、電壓，計(jì)算出各種源和負(fù)載的功率，再經(jīng)過(guò)濾波才能得到蓄電池和超級(jí)電容的功率給定。這就需要增加電流、電壓采樣電路或在輸入源、負(fù)載和能量管理單元間增加高速通訊線(xiàn)才能實(shí)現(xiàn)，而且能量管理單元和雙向功率變換器1、雙向功率變換器2之間也需要有高速的通信線(xiàn)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜，硬件成本高，而且通信線(xiàn)易受干擾，可靠性較差。此外，由于各單元電路之間需要有信號(hào)線(xiàn)連接，擺放位置受限，不利于在應(yīng)用于分布式發(fā)電場(chǎng)合的應(yīng)用。

綜上所述，在現(xiàn)有的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中，需要由能量管理單元來(lái)確定蓄電池充放電功率和超級(jí)電容的充放電功率，這會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜，通信線(xiàn)易受干擾，可靠性較差，并限制采用混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)合。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種混合儲(chǔ)能系統(tǒng)和微電網(wǎng)系統(tǒng)，用以解決在現(xiàn)有的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中，由于需要由能量管理單元來(lái)確定蓄電池充放電功率和超級(jí)電容的充放電功率，這會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜，限制了采用混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)合。

基于上述問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括第一類(lèi)雙向功率變換器、第一類(lèi)儲(chǔ)能器件、第二類(lèi)雙向功率變換器和第二類(lèi)儲(chǔ)能器件；所述第一類(lèi)雙向功率變換器，用于獲取母線(xiàn)上的物理參數(shù)的參數(shù)值，并在所述參數(shù)值發(fā)生變化時(shí)，按照預(yù)設(shè)的充放電速度的變化率改變對(duì)第一類(lèi)儲(chǔ)能器件進(jìn)行充放電時(shí)的充放電速度；直至所述物理參數(shù)的參數(shù)值等于第一參數(shù)值或者等于第二參數(shù)值時(shí)，對(duì)第一類(lèi)儲(chǔ)能器件進(jìn)行充放電時(shí)的充放電速度不再改變；所述 第二類(lèi)雙向功率變換器，用于獲取所述物理參數(shù)的參數(shù)值，并在所述參數(shù)值到達(dá)預(yù)設(shè)范圍的邊界值時(shí)，對(duì)第二類(lèi)儲(chǔ)能器件進(jìn)行充放電，使得所述參數(shù)值維持在預(yù)設(shè)范圍的邊界值，所述第一參數(shù)值和所述第二參數(shù)值均位于所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種微電網(wǎng)系統(tǒng)，包括本發(fā)明實(shí)施例提供的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)。

本發(fā)明實(shí)施例的有益效果包括：

本發(fā)明實(shí)施例提供的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中的第一類(lèi)雙向功率變換器在母線(xiàn)上的物理參數(shù)的參數(shù)值發(fā)生變化時(shí)控制第一類(lèi)儲(chǔ)能器件對(duì)母線(xiàn)上的物理參數(shù)的參數(shù)值的變化進(jìn)行慢速響應(yīng)，從而避免第一類(lèi)儲(chǔ)能器件的充放電電流變化速度過(guò)快，第二類(lèi)雙向功率變換器在所述參數(shù)的參數(shù)值達(dá)到預(yù)設(shè)范圍的邊界值時(shí)控制第二類(lèi)儲(chǔ)能器件對(duì)所述物理參數(shù)的參數(shù)值的變化進(jìn)行快速響應(yīng)，從而確保所述參數(shù)值不會(huì)超出預(yù)設(shè)范圍，由于該混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中不需要能量管理單元，因此簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)的抗干擾性和可靠性，擴(kuò)展了采用混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)合。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的微電網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用在實(shí)際中時(shí)，隨著負(fù)載消耗的功率與發(fā)電系統(tǒng)輸出的功率的變化，直流母線(xiàn)上的電壓的變化，第一類(lèi)雙向功率變換器的電流的變化以及第二類(lèi)雙向功率變換器的電流的變化的示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例提供的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中的第一類(lèi)雙向功率變換器在母線(xiàn)上的物理參數(shù)的參數(shù)值發(fā)生變化時(shí)控制第一類(lèi)儲(chǔ)能器件對(duì)母線(xiàn)上的物理參數(shù)的 參數(shù)值的變化進(jìn)行慢速響應(yīng)，第二類(lèi)雙向功率變換器在所述參數(shù)的參數(shù)值達(dá)到預(yù)設(shè)范圍的邊界值時(shí)控制第二類(lèi)儲(chǔ)能器件對(duì)所述物理參數(shù)的參數(shù)值的變化進(jìn)行快速響應(yīng)，這樣既可以避免第一類(lèi)儲(chǔ)能器件的充放電電流變化速度過(guò)快，又可以確保所述參數(shù)值不會(huì)超出預(yù)設(shè)范圍，并且還不需要能量管理單元，從而在系統(tǒng)性能不變的情況下簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的一種混合儲(chǔ)能系統(tǒng)和微電網(wǎng)系統(tǒng)的具體實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，如圖2所示，包括第一類(lèi)雙向功率變換器21、第一類(lèi)儲(chǔ)能器件22、第二類(lèi)雙向功率變換器23和第二類(lèi)儲(chǔ)能器件24；

第一類(lèi)雙向功率變換器21，用于獲取母線(xiàn)25上的物理參數(shù)的參數(shù)值，并在所述參數(shù)值發(fā)生變化時(shí)，按照預(yù)設(shè)的充放電速度的變化率改變對(duì)第一類(lèi)儲(chǔ)能器件22進(jìn)行充放電時(shí)的充放電速度；直至所述物理參數(shù)的參數(shù)值等于第一參數(shù)值或者等于第二參數(shù)值時(shí)，對(duì)第一類(lèi)儲(chǔ)能器件22進(jìn)行充放電時(shí)的充放電速度不再改變；

第二類(lèi)雙向功率變換器23，用于獲取所述物理參數(shù)的參數(shù)值，并在所述參數(shù)值到達(dá)預(yù)設(shè)范圍的邊界值時(shí)，對(duì)第二類(lèi)儲(chǔ)能器件24進(jìn)行充放電，使得所述參數(shù)值維持在預(yù)設(shè)范圍的邊界值，所述第一參數(shù)值和所述第二參數(shù)值均位于所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

其中，按照預(yù)設(shè)的充放電速度的變化率改變對(duì)第一類(lèi)儲(chǔ)能器件22進(jìn)行充放電時(shí)的充放電速度包括兩種情況，第一種情況是：按照預(yù)設(shè)的充電速度的變化率改變對(duì)第一類(lèi)儲(chǔ)能器件22進(jìn)行充電時(shí)的充電速度；第二種情況是：按照預(yù)設(shè)的放電速度的變化率改變對(duì)第一類(lèi)儲(chǔ)能器件22進(jìn)行放電時(shí)的放電速度。

圖2中還包括發(fā)電系統(tǒng)26和負(fù)載27，其中發(fā)電系統(tǒng)26可以是風(fēng)電系統(tǒng)，也可以是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，還可以是其它的能夠把其它能量轉(zhuǎn)換為電能的系統(tǒng)。

在本發(fā)明實(shí)施例提供的儲(chǔ)能系統(tǒng)中，當(dāng)所述第一類(lèi)儲(chǔ)能器件向所述母線(xiàn)上輸出的功率與發(fā)電系統(tǒng)輸出到所述母線(xiàn)上的功率之和等于所述負(fù)載消耗的功率時(shí)，所述母線(xiàn)上的物理參數(shù)的參數(shù)值為第二參數(shù)值；當(dāng)所述第一類(lèi)儲(chǔ)能器件從所述母線(xiàn)上吸收的功率與所述負(fù)載消耗的功率之和等于發(fā)電系統(tǒng)輸出到所述母線(xiàn)上的功率時(shí)，所述物理參數(shù)的參數(shù)值為第一參數(shù)值。其中，第一參數(shù)值大于第二參數(shù)值，且第一參數(shù)值和第二此參數(shù)值均在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

其中，第一類(lèi)儲(chǔ)能器件的能量密度高于第二類(lèi)儲(chǔ)能器件的能量密度。在實(shí)際中，第一類(lèi)儲(chǔ)能器件可以為蓄電池，如鉛酸蓄電池、鋰電池等，第一類(lèi)儲(chǔ)能器件的特點(diǎn)是能量密度高，但是頻繁地大電流充電、放電會(huì)縮短其壽命，充電、放電速度變化率太大也會(huì)縮短其壽命；第二類(lèi)儲(chǔ)能器件可以為超級(jí)電容，飛輪電池等，第二類(lèi)儲(chǔ)能器件的特點(diǎn)是能量密度低，充電、放電功率大、循環(huán)壽命長(zhǎng)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的儲(chǔ)能系統(tǒng)中的第一類(lèi)儲(chǔ)能器件可以有多個(gè)，并且多個(gè)第一類(lèi)儲(chǔ)能器件可以是不同的，例如，第一類(lèi)儲(chǔ)能器件包括一個(gè)鉛酸蓄電池，一個(gè)鋰電池，或者包括兩個(gè)鉛酸蓄電池，相應(yīng)地，第一類(lèi)雙向功率變換器也可以有多個(gè)，并且每個(gè)第一類(lèi)雙向功率變換器可以設(shè)置不同的充放電速度的變化率、第一參數(shù)值、第二參數(shù)值，從而控制不同的第二類(lèi)儲(chǔ)能器件充放能量。本發(fā)明實(shí)施例提供的儲(chǔ)能系統(tǒng)中的第二類(lèi)儲(chǔ)能器件可以有多個(gè)，并且多個(gè)第二類(lèi)儲(chǔ)能器件可以是不同的，例如，第二類(lèi)儲(chǔ)能器件包括一個(gè)超級(jí)電容，一個(gè)飛輪電池，或者包括兩個(gè)超級(jí)電容，相應(yīng)地，第二類(lèi)雙向功率變換器也可以有多個(gè)，并且每個(gè)第二類(lèi)雙向功率變換器可以設(shè)置不同的預(yù)設(shè)范圍的邊界值，從而控制不同的第二類(lèi)儲(chǔ)能器件充放能量。

圖2所示的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)僅以一個(gè)第一類(lèi)雙向功率變換器、一個(gè)第一類(lèi)儲(chǔ)能器件、一個(gè)第二類(lèi)雙向功率變換器和一個(gè)第二類(lèi)儲(chǔ)能器件為例進(jìn)行說(shuō)明。

在圖2所示的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中，連接母線(xiàn)和第一類(lèi)儲(chǔ)能器件的第一類(lèi)雙向功率變換器，在母線(xiàn)上的物理參數(shù)的參數(shù)值發(fā)生變化時(shí)，按照預(yù)設(shè)的充放電速 度的變化率改變對(duì)第一類(lèi)儲(chǔ)能器件進(jìn)行充放電時(shí)的充放電速度，從而響應(yīng)母線(xiàn)上的電壓的特征值的變化，并避免第一類(lèi)儲(chǔ)能器件的充放電電流變化速度過(guò)快；而由于第一類(lèi)儲(chǔ)能器件的充放電電流變化速度較慢，因此，所述物理參數(shù)的參數(shù)值會(huì)變化到預(yù)設(shè)范圍的邊界值，此時(shí)，連接母線(xiàn)和第二類(lèi)儲(chǔ)能器件的第二類(lèi)雙向功率變換器對(duì)第二類(lèi)儲(chǔ)能器件進(jìn)行充放電，使得所述物理參數(shù)的參數(shù)值維持在預(yù)設(shè)范圍的邊界值；直至所述物理參數(shù)的參數(shù)值等于第一參數(shù)值或者等于第二參數(shù)值時(shí)，對(duì)第一類(lèi)儲(chǔ)能器件進(jìn)行充放電時(shí)的充放電速度不再改變。

第一類(lèi)雙向功率變換器的電流(或功率)變化率，也就是對(duì)第一類(lèi)儲(chǔ)能器件進(jìn)行充放電時(shí)的充放電速度的變化率，可以根據(jù)第一類(lèi)儲(chǔ)能器件的容量進(jìn)行設(shè)定，同時(shí)也需要考慮母線(xiàn)上的物理參數(shù)的參數(shù)值對(duì)負(fù)載消耗的功率(發(fā)電系統(tǒng)輸出的功率)的變化的靈敏度。第一類(lèi)雙向功率變換器的電流(或功率)變化率越小，當(dāng)負(fù)載消耗的功率或發(fā)電系統(tǒng)輸出的功率變化時(shí)，母線(xiàn)上的物理參數(shù)的參數(shù)值越容易變動(dòng)，母線(xiàn)上的物理參數(shù)的參數(shù)值對(duì)負(fù)載消耗的功率(或發(fā)電系統(tǒng)輸出的功率)的變化的靈敏度越高；反之，第一類(lèi)雙向功率變換器的電流(或功率)變化率大，母線(xiàn)上的物理參數(shù)的參數(shù)值對(duì)負(fù)載消耗的功率(或發(fā)電系統(tǒng)輸出的功率)的變化的靈敏度越低。

當(dāng)母線(xiàn)25為直流母線(xiàn)時(shí)，母線(xiàn)25上的物理參數(shù)可以為母線(xiàn)25上的電壓；當(dāng)母線(xiàn)25為交流母線(xiàn)時(shí)，母線(xiàn)25上的物理參數(shù)可以為母線(xiàn)25上的電壓的有效值，也可以為母線(xiàn)25上的電壓的峰值，還可以為母線(xiàn)25上的電壓的頻率。

可選地，第一類(lèi)雙向功率變換器具體用于：獲取母線(xiàn)上的物理參數(shù)的參數(shù)值；在所述物理參數(shù)的參數(shù)值大于第一參數(shù)值、且對(duì)第一類(lèi)儲(chǔ)能器件充電時(shí)，按照預(yù)設(shè)的充電速度的變化率增大對(duì)第一類(lèi)儲(chǔ)能器件充電的充電速度，直至所述物理參數(shù)的參數(shù)值等于第一參數(shù)值時(shí)，對(duì)第一類(lèi)儲(chǔ)能器件進(jìn)行充電時(shí)的充電速度不再改變。

可選地，所述第一類(lèi)雙向功率變換器具體用于：獲取母線(xiàn)上的物理參數(shù)的參數(shù)值；在所述物理參數(shù)的參數(shù)值小于第一參數(shù)值、且對(duì)第一類(lèi)儲(chǔ)能器件充電 時(shí)，按照預(yù)設(shè)的充電速度的變化率減小對(duì)第一類(lèi)儲(chǔ)能器件充電的充電速度，直至所述物理參數(shù)的參數(shù)值等于第一參數(shù)值時(shí)，對(duì)第一類(lèi)儲(chǔ)能器件進(jìn)行充電時(shí)的充電速度不再改變。

如果第一類(lèi)儲(chǔ)能器件充電的充電速度減小為零時(shí)，所述物理參數(shù)的參數(shù)值還小于所述第一參數(shù)值，那么第一類(lèi)雙向功率變換器按照預(yù)設(shè)的放電速度的變化率增大對(duì)第一類(lèi)儲(chǔ)能器件放電的放電速度(此時(shí)，第一類(lèi)儲(chǔ)能器件放電的初始放電速度為零)，直至所述物理參數(shù)的參數(shù)值等于所述第二參數(shù)值。

可選地，所述第一類(lèi)雙向功率變換器具體用于：獲取母線(xiàn)上的物理參數(shù)的參數(shù)值；在所述物理參數(shù)的參數(shù)值小于第二參數(shù)值、且對(duì)第一類(lèi)儲(chǔ)能器件放電時(shí)，按照預(yù)設(shè)的放電速度的變化率增大對(duì)第一類(lèi)儲(chǔ)能器件放電的放電速度，直至所述物理參數(shù)的參數(shù)值等于所述第二參數(shù)值時(shí)，對(duì)第一類(lèi)儲(chǔ)能器件進(jìn)行放電時(shí)的放電速度不再改變。

可選地，所述第一類(lèi)雙向功率變換器具體用于：獲取母線(xiàn)上的物理參數(shù)的參數(shù)值；在所述物理參數(shù)的參數(shù)值大于第二參數(shù)值、且對(duì)第一類(lèi)儲(chǔ)能器件放電時(shí)，按照預(yù)設(shè)的放電速度的變化率減小對(duì)第一類(lèi)儲(chǔ)能器件放電的放電速度，直至所述物理參數(shù)的參數(shù)值等于所述第二參數(shù)值時(shí)，對(duì)第一類(lèi)儲(chǔ)能器件進(jìn)行放電時(shí)的放電速度不再改變。

如果第一類(lèi)儲(chǔ)能器件放電的放電速度減小為零時(shí)，所述物理參數(shù)的參數(shù)值還大于所述第二參數(shù)值，那么，第一類(lèi)雙向功率變換器按照預(yù)設(shè)的充電速度的變化率增大對(duì)第一類(lèi)儲(chǔ)能器件充電的充電速度(此時(shí)，第一類(lèi)儲(chǔ)能器件充電的初始充電速度為零)，直至所述物理參數(shù)的參數(shù)值等于所述第一參數(shù)值。

因此，與第一類(lèi)儲(chǔ)能器件相連的第一類(lèi)雙向功率變換器工作在電流源模式，它輸出(或吸收)的電流(或功率)會(huì)根據(jù)母線(xiàn)上的物理參數(shù)的參數(shù)值的變化進(jìn)行緩慢的調(diào)節(jié)，這樣，一方面可以避免第一類(lèi)儲(chǔ)能器件的充放電電流快速變化，同時(shí)，在發(fā)電系統(tǒng)輸出的功率或負(fù)載消耗的功率發(fā)生變化時(shí)，所屬物理參數(shù)的參數(shù)值會(huì)有明顯的變化，以便于通過(guò)所述物理參數(shù)的參數(shù)值的變化檢 測(cè)到應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例提供的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的電網(wǎng)的功率的變化情況。

第一類(lèi)儲(chǔ)能器件充電時(shí)的充電速度的變化率與第一類(lèi)儲(chǔ)能器件放電時(shí)的放電速度的變化率可以相等，也可以不相等。

可選地，所述第二類(lèi)雙向功率變換器具體用于：獲取所述物理參數(shù)的參數(shù)值；在所述參數(shù)值到達(dá)預(yù)設(shè)范圍的最大值時(shí)，對(duì)第二類(lèi)儲(chǔ)能器件進(jìn)行充電，使得所述參數(shù)值維持在預(yù)設(shè)范圍的最大值；在所述參數(shù)值到達(dá)預(yù)設(shè)范圍的最小值時(shí)，對(duì)第二類(lèi)儲(chǔ)能器件進(jìn)行放電，使得所述參數(shù)值維持在預(yù)設(shè)范圍的最小值。

因此，與第二類(lèi)儲(chǔ)能器件相連的第二類(lèi)雙向功率變換器工作在電壓源模式，當(dāng)所述物理參數(shù)的參數(shù)值達(dá)到預(yù)設(shè)范圍的最大值時(shí)，能控制第二類(lèi)儲(chǔ)能器件吸收瞬態(tài)功率，當(dāng)所述物理參數(shù)的參數(shù)值達(dá)到預(yù)設(shè)范圍的最小值時(shí)，能控制第二類(lèi)儲(chǔ)能器件輸出瞬態(tài)功率，從而使所述物理參數(shù)的參數(shù)值在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中的第一類(lèi)雙向功率變換器和第一類(lèi)儲(chǔ)能器件構(gòu)成的電池儲(chǔ)能單元，與第二類(lèi)雙向功率變換器和第二類(lèi)儲(chǔ)能器件構(gòu)成的電容儲(chǔ)能單元之間相互獨(dú)立，電池儲(chǔ)能單元和電容儲(chǔ)能單元之間無(wú)需連線(xiàn)，因此，這二者的擺放位置很靈活；并且，電池儲(chǔ)能單元和電容儲(chǔ)能單元與發(fā)電系統(tǒng)之間均無(wú)需連線(xiàn)，電池儲(chǔ)能單元和電容儲(chǔ)能單元與負(fù)載之間均無(wú)需連線(xiàn)。本發(fā)明實(shí)施例提供的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中的第一類(lèi)儲(chǔ)能器件的數(shù)量和第二類(lèi)儲(chǔ)能器件的數(shù)量可以根據(jù)需要自由配置。

下面以連接直流母線(xiàn)的負(fù)載消耗的功率發(fā)生變化，發(fā)電系統(tǒng)輸出到直流母線(xiàn)上的功率的不變的應(yīng)用場(chǎng)景為例，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例提供的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，在該應(yīng)用場(chǎng)景中母線(xiàn)上的物理參數(shù)為母線(xiàn)上的電壓。

在該應(yīng)用場(chǎng)景中，初始時(shí)，發(fā)電系統(tǒng)向直流母線(xiàn)上輸出的功率大于負(fù)載消耗的功率，因此，初始時(shí)直流母線(xiàn)上的電壓為V_BH。圖3中的B部分為負(fù)載消耗的功率與發(fā)電系統(tǒng)輸出的功率隨時(shí)間變化的示意圖，其中，實(shí)線(xiàn)表示負(fù)載消耗的功率隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)，虛線(xiàn)表示發(fā)電系統(tǒng)輸出的功率隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)。圖3中的A部分為隨著負(fù)載消耗的功率與發(fā)電系統(tǒng)輸出的功率的變化，直 流母線(xiàn)上的電壓的變化的示意圖，其中，預(yù)設(shè)范圍的最小值為V_CL，預(yù)設(shè)范圍的最大值為V_CH，第一參數(shù)值為V_BH，第二參數(shù)值為V_BL。圖3中的C部分為第二類(lèi)雙向功率變換器的電流隨著直流母線(xiàn)上的電壓變化的示意圖，圖3中的D部分為第一類(lèi)雙向功率變換器的電流隨著直流母線(xiàn)上的電壓變化的示意圖。

如圖3所示，在t1時(shí)刻，負(fù)載消耗的功率增加，此時(shí)發(fā)電系統(tǒng)向直流母線(xiàn)輸出的功率小于負(fù)載消耗的功率。由于第一類(lèi)雙向功率變換器充電的電流值(即第一類(lèi)儲(chǔ)能器件的充電速度)變化緩慢，因此直流母線(xiàn)的電壓會(huì)迅速降低至預(yù)設(shè)范圍的最小值，即V_CL時(shí)，第二類(lèi)雙向功率變換器快速響應(yīng)，輸出電流使得直流母線(xiàn)的電壓穩(wěn)定在V_CL。在t1時(shí)刻到t2時(shí)刻之間的時(shí)間段內(nèi)，第一類(lèi)雙向功率變換器充電的電流值持續(xù)減小(即第一類(lèi)儲(chǔ)能器件的充電速度降低)，當(dāng)減小為0后開(kāi)始給第一類(lèi)儲(chǔ)能器件放電，并且放電的電流值持續(xù)緩慢變大；在t1時(shí)刻，第二類(lèi)雙向功率變換器放電的電流值迅速增大至一定值，使得直流母線(xiàn)的電壓穩(wěn)定在V_CL，在t1時(shí)刻到t2時(shí)刻之間的時(shí)間段內(nèi)第二類(lèi)雙向功率變換器放電的電流值從t1時(shí)刻的電流值開(kāi)始逐漸減小(即第二類(lèi)儲(chǔ)能器件的放電速度降低)。在t2時(shí)刻，第一雙向功率變換放電的電流值增大到等于負(fù)載所需值，直流母線(xiàn)的電壓回升到V_BL，由于V_CL<V_BL<V_CH，第二類(lèi)雙向功率變換器工作在空載狀態(tài)，輸出電流為0。

在t3時(shí)刻，負(fù)載消耗的功率進(jìn)一步增加，第一類(lèi)雙向功率變換器充電的電流值(即第一類(lèi)儲(chǔ)能器件的充電速度)變化緩慢，因此直流母線(xiàn)的電壓會(huì)迅速降低至預(yù)設(shè)范圍的最小值，即V_CL時(shí)，第二類(lèi)雙向功率變換器快速響應(yīng)，輸出電流使得直流母線(xiàn)的電壓穩(wěn)定在V_CL。在t3時(shí)刻到t4時(shí)刻之間的時(shí)間段內(nèi)，第一類(lèi)雙向功率變換器放電的電流值持續(xù)增大(即第一類(lèi)儲(chǔ)能器件的放電速度提高)；在t3時(shí)刻，第二類(lèi)雙向功率變換器放電的電流值迅速增大至一定值，使得直流母線(xiàn)的電壓穩(wěn)定在V_CL，在t3時(shí)刻到t4時(shí)刻之間的時(shí)間段內(nèi)第二類(lèi)雙向功率變換器放電的電流值從t3時(shí)刻的電流值開(kāi)始逐漸減小(即第二類(lèi)儲(chǔ)能器件的放電速度降低)。在t4時(shí)刻，第一雙向功率變換放電的電流值增大到等 于負(fù)載所需值，直流母線(xiàn)的電壓回升到V_BL，由于V_CL<V_BL<V_CH，第二類(lèi)雙向功率變換器工作在空載狀態(tài)，輸出電流為0。

在t5時(shí)刻，負(fù)載消耗的功率減小，由于第一類(lèi)雙向功率變換器放電的電流值(即第一類(lèi)儲(chǔ)能器件的放電速度)變化緩慢，因此直流母線(xiàn)的電壓會(huì)迅速升高到預(yù)設(shè)范圍的最達(dá)值，即V_CH，此時(shí)，第二類(lèi)雙向功率變換器快速響應(yīng)，從直流母線(xiàn)吸收電流，使直流母線(xiàn)的電壓穩(wěn)定在V_CH。在t5時(shí)刻到t6時(shí)刻之間的時(shí)間段內(nèi)，第一類(lèi)雙向功率變換器放電的電流值持續(xù)減小(即第一類(lèi)儲(chǔ)能器件的放電速度降低)；在t5時(shí)刻，第二類(lèi)雙向功率變換器充電的電流值迅速增大至一定值，使得直流母線(xiàn)的電壓穩(wěn)定在V_CH，在t5時(shí)刻到t6時(shí)刻之間的時(shí)間段內(nèi)第二類(lèi)雙向功率變換器充電的電流值從t5時(shí)刻的電流值開(kāi)始逐漸減小(即第二類(lèi)儲(chǔ)能器件的充電速度降低)。在t6時(shí)刻，第一雙向功率變換充電的電流值減小到等于負(fù)載所需值，直流母線(xiàn)的電壓回落到V_BL，由于V_BL>V_CL，第二類(lèi)雙向功率變換器工作在空載狀態(tài)，輸出電流為0。在t6時(shí)刻，雙向變換器1輸出電流減小到等于負(fù)載所需值，母線(xiàn)電壓回落到V_BL，由于V_CL<V_BL<V_CH，第二類(lèi)雙向功率變換器工作在空載狀態(tài)，輸出電流為0。

在t7時(shí)刻，負(fù)載消耗的功率進(jìn)一步減小，此時(shí)發(fā)電系統(tǒng)輸出的功率大于負(fù)載消耗的功率。由于第一類(lèi)雙向功率變換器放電的電流值(即第一類(lèi)儲(chǔ)能器件的放電速度)變化緩慢，因此直流母線(xiàn)的電壓會(huì)迅速升高到預(yù)設(shè)范圍的最達(dá)值，即V_CH，此時(shí)，第二類(lèi)雙向功率變換器快速響應(yīng)，從直流母線(xiàn)吸收電流，使直流母線(xiàn)的電壓穩(wěn)定在V_CH。在t7時(shí)刻到t8時(shí)刻之間的時(shí)間段內(nèi)，第一類(lèi)雙向功率變換器放電的電流值持續(xù)減小(即第一類(lèi)儲(chǔ)能器件的放電速度降低)，當(dāng)減小為0后開(kāi)始給第一類(lèi)儲(chǔ)能器件充電，并且充電的電流值持續(xù)緩慢變大；在t7時(shí)刻，第二類(lèi)雙向功率變換器充電的電流值迅速增大至一定值，使得直流母線(xiàn)的電壓穩(wěn)定在V_CH，在t7時(shí)刻到t8時(shí)刻之間的時(shí)間段內(nèi)第二類(lèi)雙向功率變換器充電的電流值從t7時(shí)刻的電流值開(kāi)始逐漸減小(即第二類(lèi)儲(chǔ)能器件的充電速度降低)。在t8時(shí)刻，第一雙向功率變換充電的電流值增大能夠吸收掉發(fā)電 系統(tǒng)輸出的能量中未被負(fù)載消耗掉的能量，直流母線(xiàn)的電壓回落到V_BH，由于V_CL<V_BH<V_CH，第二類(lèi)雙向功率變換器工作在空載狀態(tài)，輸出電流為0。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種微電網(wǎng)系統(tǒng)，包括本發(fā)明實(shí)施例提供的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)。

通過(guò)以上的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明實(shí)施例可以通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)，也可以借助軟件加必要的通用硬件平臺(tái)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)?；谶@樣的理解，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該軟件產(chǎn)品可以存儲(chǔ)在一個(gè)非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)(可以是CD-ROM，U盤(pán)，移動(dòng)硬盤(pán)等)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述的方法。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實(shí)施本發(fā)明所必須的。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解實(shí)施例中的裝置中的模塊可以按照實(shí)施例描述進(jìn)行分布于實(shí)施例的裝置中，也可以進(jìn)行相應(yīng)變化位于不同于本實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)裝置中。上述實(shí)施例的模塊可以合并為一個(gè)模塊，也可以進(jìn)一步拆分成多個(gè)子模塊。

上述本發(fā)明實(shí)施例序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。