CN103825310B - 一种分布式新能源电力系统的蓄能控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于分布式新能源电力技术领域，具体涉及一种分布式新能源电力系统的蓄能控制装置。针对现有技术的蓄能控制系统的双向单一充放电母线及连接端产生的缺陷，通过本发明的一种分布式新能源电力系统的蓄能控制装置，通过在充电母线、放电母线分别设置防逆流二极管电路A、防逆流二极管电路B，实现充电母线、放电母线单向导通，使得现有技术系统双向单路径的充放电母线扩展成为单方向双电力路径。同时将蓄电池分成两组以上，由装置控制器通过电控开关A、电控开关B使进入充电模式进程的蓄电池组在充电过程没有完成时，始终接于电母线上；使进入放电模式进程的蓄电池组在放电过程中始终接于放电母线上，从而使蓄电池受控并可执行完成充电及放电的全过程，大大改善蓄电池的工作流程，提高蓄电池的寿命，使蓄电池健康工作和运行。
Description
技术领域
本发明属于分布式新能源电力技术领域，具体涉及一种分布式新能源电力系统的蓄能控制装置。
背景技术
近年来，光电、风电等分布式新能源电力得到各国政府的大力支持，其应用越来越加广泛、规模也越来越大。但是，由于新能源的光电、风电由于是间歇式电力，发电供电不稳定；在应用中不论是并网供电，还是离网供电均希望其能够稳定供电，目前主要的技术方式是通过蓄电互补达到稳定供电及改善供电质量的目的。为此，现有技术实现的光电、风电等分布式新能源电力系统主要采用两种方式，其一是采用蓄能逆变器装置，使用蓄能逆变器装置控制蓄电池的充电放电与光电、风电互补，再共同由逆变电路转换为稳定的交流电供给用户负载或电网，满足用户用电需要，如图1所示；其二是在分布式新能源电力系统中由新能源电力直流控制器与蓄电池充电放电控制器及逆变器组合构成，新能源电力直流控制器与蓄电池充电放电控制器通过直流端并联接入逆变器的直流输入端，由蓄电池的补电方式为逆变器提供稳定的直流新能源电力，并由逆变电器转换为稳定的交流电供给用户负载或电网，如图2所示。
由图1和图2所示，现有技术两种系统方式不论是离网型逆变器还是并网型蓄能逆变器，不论是采用单组蓄电池组还是采用多组蓄电池组，其实现方式均采用蓄电池组共接在逆变器的一个公共充放电母线端上，通过双向单一充放电母线及连接端进行充电和放电管理和控制。
现有技术通过新能源电力直流控制器与蓄电池充电放电控制器通过直流端并联接入逆变器的直流输入端或通过蓄能逆变器装置控制蓄电池的充电放电与光电、风电互补，虽然可以实现光电、风电与蓄电互补，但由于蓄电池组连接在充放电共用的双方单一路径母线及端子上，蓄电池的充电与放电均由发电、供电的变化所决定，其系统配置的充放电管理控制电路不能正常发挥作用，造成蓄电池随机进行充电或放电，无规律且不能受控，使得蓄电池不能按要求进行完整的充电及放电过程。
众所周知常用的蓄电池如铅酸免维护蓄电池，锂电蓄电池等其寿命与充放电次数及充放电质量和严格的充放电控制过程紧密相关。因此现有技术实现的蓄能逆变器对蓄电池不能完成充电、放电过程的真正管控，严重影响了蓄电池效能及寿命。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，必须改变蓄电池组连接在充放电共用的双方单一路径母线及端子上，蓄电池的充电与放电均由发电、供电的变化所决定的系统缺陷，使新能源电力系统能够对蓄电池完成充电、放电过程的真正管控，提高蓄电池效能及寿命。本发明提出一种分布式新能源电力系统的蓄能控制装置，包括：系统充放电接入端(1)、防逆流二极管电路A(2a)、防逆流二极管电路B(2b)、电控开关A(3a)、电控开关B(3b)、通信接口电路(4)、装置控制器(5)、蓄电池监测电路A(6a)、蓄电池监测电路B(6b)、蓄电池组连接端A(7a)、蓄电池组连接端B(7b)、通信端口(8)、充电母线(9)、放电母线(10)、控制总线(11)组成；其中：
系统充放电接入端(1)通过充电母线(9)及防逆流二极管电路A(2a)连接电控开关A(3a)，由电控开关A(3a)连接蓄电池监测电路A(6a)及蓄电池组连接端A(7a)，构成单路径单方向蓄电池充电路径；
系统充放电接入端(1)通过放电母线(10)及防逆流二极管电路B(2b)连接电控开关B(3b)，由电控开关B(3b)连接蓄电池监测电路B(6b)及蓄电池组连接端B(7b)，构成单路径单方向蓄电池放电路径；
装置控制器(5)连接通信接口电路(4)并通过控制总线(11)分别连接电控开关A(3a)、电控开关B(3b)以及蓄电池监测电路A(6a)、蓄电池监测电路B(6b)，构成监测与控制链路；
其构成与控制的特征为：设置多个蓄电池组接入端口，即：端口数量≥2；每个端口分别通过电控开关A(3a)、电控开关B(3b)由装置控制器(5)通过蓄电池监测电路A(6a)、蓄电池监测电路B(6b)实时监测蓄电池组连接端A(7a)、蓄电池组连接端B(7b)上连接的蓄电池组状态信号，并且与预存在装置控制器(5)中的蓄电池充放电控制参数进行比对或通过通信接口电路(4)及通信端口(8)与上位控制系统连接和通信，使蓄电池组根据其充放电状态和能力通过电控开关A(3a)、电控开关B(3b)连接分别接有防逆流二极管电路A(2a)、防逆流二极管电路B(2b)的实现充电和放电单方向导通的充电母线(9)、放电母线(10)上；装置控制器(5)通过蓄电池监测电路A(6a)、蓄电池监测电路B(6b)实时监测蓄电池的电信号，使得进入充电状态的蓄电池组在充电过程没有完成时，始终连接在充电母线(9)上；进入放电状态的蓄电池组在放电过程中始终连接在放电母线(10)上；并且系统管理人员可以通过通信端口(8)及通信接口电路(4)变更装置控制器(5)中预置的充放电控制参数。
本技术方案通过分别接有防逆流二极管电路A(2a)、防逆流二极管电路B(2b)的实现充电和放电单方向导通的充电母线(9)、放电母线(10)，实现充电和放电单方向导通，从而确保蓄电池组受控完成充电及发电过程。
一种分布式新能源电力系统的蓄能控制装置，分别设置充电和放电单方向导通的充电母线(9)、放电母线(10)并由防逆流二极管电路A(2a)及防逆流二极管电路B(2b)实现充电、放电电力线单向导通，形成单方向双电力路径。使进入充电模式进程的蓄电池组在充电过程没有完成时，始终处于充电母线端；使进入放电模式进程的蓄电池组在放电过程中始终处于放电母线端，从而使蓄电池受控并可执行完成充电及放电的全过程，大大改善蓄电池的工作流程，提高蓄电池的寿命，使蓄电池健康工作和运行。
附图说明
图1为现有技术实现的储能逆变器方式的系统原理示意框图；
图2为现有技术实现的新能源电力控制器、蓄电池充放电控制器及逆变器组合集成方式的系统原理示意框图；
图3为本发明技术实现的一种分布式新能源电力系统的蓄能控制装置原理示意框图；
图4为本发明技术装置与现有技术的储能逆变器集成系统的原理示意框图；
图5为本发明技术装置与现有技术的新能源电力控制器、蓄电池充放电控制器及逆变器组合集成系统的原理示意框图。
具体实施方式
作为实施例子，结合附图对一种分布式新能源电力系统的蓄能控制装置给予说明，但是，本发明的技术与方案不限于本实施例子给出的内容。
附图3给出了一种分布式新能源电力系统的蓄能控制装置原理示意框图。如图3所示，一种分布式新能源电力系统的蓄能控制装置，包括：系统充放电接入端(1)、防逆流二极管电路A(2a)、防逆流二极管电路B(2b)、电控开关A(3a)、电控开关B(3b)、通信接口电路(4)、装置控制器(5)、蓄电池监测电路A(6a)、蓄电池监测电路B(6b)、蓄电池组连接端A(7a)、蓄电池组连接端B(7b)、通信端口(8)、充电母线(9)、放电母线(10)、控制总线(11)组成；其中：
系统充放电接入端(1)通过充电母线(9)及防逆流二极管电路A(2a)连接电控开关A(3a)，由电控开关A(3a)连接蓄电池监测电路A(6a)及蓄电池组连接端A(7a)，构成单路径单方向蓄电池充电路径；
系统充放电接入端(1)通过放电母线(10)及防逆流二极管电路B(2b)连接电控开关B(3b)，由电控开关B(3b)连接蓄电池监测电路B(6b)及蓄电池组连接端B(7b)，构成单路径单方向蓄电池放电路径；
装置控制器(5)连接通信接口电路(4)并通过控制总线(11)分别连接电控开关A(3a)、电控开关B(3b)以及蓄电池监测电路A(6a)、蓄电池监测电路B(6b)，构成监测与控制链路；
其构成与控制的特征为：设置多个蓄电池组接入端口，即：端口数量≥2；每个端口分别通过电控开关A(3a)、电控开关B(3b)由装置控制器(5)通过蓄电池监测电路A(6a)、蓄电池监测电路B(6b)实时监测蓄电池组连接端A(7a)、蓄电池组连接端B(7b)上连接的蓄电池组状态信号，并且与预存在装置控制器(5)中的蓄电池充放电控制参数进行比对或通过通信接口电路(4)及通信端口(8)与上位控制系统连接和通信，使蓄电池组根据其充放电状态和能力通过电控开关A(3a)、电控开关B(3b)连接分别接有防逆流二极管电路A(2a)、防逆流二极管电路B(2b)的实现充电和放电单方向导通的充电母线(9)、放电母线(10)上；装置控制器(5)通过蓄电池监测电路A(6a)、蓄电池监测电路B(6b)实时监测蓄电池的电信号，使得进入充电状态的蓄电池组在充电过程没有完成时，始终连接在充电母线(9)上；进入放电状态的蓄电池组在放电过程中始终连接在放电母线(10)上；并且系统管理人员可以通过通信端口(8)及通信接口电路(4)变更装置控制器(5)中预置的充放电控制参数。
作为应用示例1，如图4所示的本发明技术装置与现有技术的储能逆变器集成系统的原理示意框图，只要将原有连接在蓄能逆变器上的蓄电池连接端接入蓄电池组拆下来重新连接到本发明装置的蓄电池组连接端A(7a)、蓄电池组连接端B(7b)上，同时将本发明装置的系统充放电接入端(1)连接到蓄能逆变器蓄电池连接端即可；如果原有蓄能逆变器具有通信接口可与本发明装置的通信端口(8)相连进行信息交互。
作为应用示例1，如图5所示的本发明技术装置与现有技术的新能源电力控制器、蓄电池充放电控制器及逆变器组合集成系统的原理示意框图，只要将原有连接在蓄电池充放电控制器上的蓄电池连接端接入蓄电池组拆下来重新连接到本发明装置的蓄电池组连接端A(7a)、蓄电池组连接端B(7b)上，同时将本发明装置的系统充放电接入端(1)连接到原蓄电池充放电控制器上的蓄电池连接端即可；如果原有系统具有通信接口可与本发明装置的通信端口(8)相连进行信息交互。
如上所述，对于现有技术的双向单一充放电母线及连接端，通过本发明的一种分布式新能源电力系统的蓄能控制装置，通过在充电母线(9)、放电母线(10)分别设置防逆流二极管电路A(2a)、防逆流二极管电路B(2b)，实现充电母线(9)、放电母线(10)单向导通，使得现有技术系统双向单路径的充放电母线扩展成为单方向双电力路径。同时将蓄电池分成两组以上，由装置控制器(5)通过电控开关A(3a)、电控开关B(3b)使进入充电模式进程的蓄电池组在充电过程没有完成时，始终接于电母线(9)上；使进入放电模式进程的蓄电池组在放电过程中始终接于放电母线(10)上，从而使蓄电池受控并可执行完成充电及放电的全过程，大大改善蓄电池的工作流程，提高蓄电池的寿命，使蓄电池健康工作和运行。
Claims (1)
1.一种分布式新能源电力系统的蓄能控制装置，包括：系统充放电接入端(1)、防逆流二极管电路A(2a)、防逆流二极管电路B(2b)、电控开关A(3a)、电控开关B(3b)、通信接口电路(4)、装置控制器(5)、蓄电池监测电路A(6a)、蓄电池监测电路B(6b)、蓄电池组连接端A(7a)、蓄电池组连接端B(7b)、通信端口(8)、充电母线(9)、放电母线(10)、控制总线(11)组成；其中：
系统充放电接入端(1)通过充电母线(9)及防逆流二极管电路A(2a)连接电控开关A(3a)，由电控开关A(3a)连接蓄电池监测电路A(6a)及蓄电池组连接端A(7a)，构成单路径单方向蓄电池充电路径；
系统充放电接入端(1)通过放电母线(10)及防逆流二极管电路B(2b)连接电控开关B(3b)，由电控开关B(3b)连接蓄电池监测电路B(6b)及蓄电池组连接端B(7b)，构成单路径单方向蓄电池放电路径；
装置控制器(5)连接通信接口电路(4)并通过控制总线(11)分别连接电控开关A(3a)、电控开关B(3b)以及蓄电池监测电路A(6a)、蓄电池监测电路B(6b)，构成监测与控制链路；
其构成与控制的特征为：设置多个蓄电池组接入端口，即：端口数量≥2；每个端口分别通过电控开关A(3a)、电控开关B(3b)由装置控制器(5)通过蓄电池监测电路A(6a)、蓄电池监测电路B(6b)实时监测蓄电池组连接端A(7a)、蓄电池组连接端B(7b)上连接的蓄电池组状态信号，并且与预存在装置控制器(5)中的蓄电池充放电控制参数进行比对或通过通信接口电路(4)及通信端口(8)与上位控制系统连接和通信，使蓄电池组根据其充放电状态和能力通过电控开关A(3a)、电控开关B(3b)连接到分别接有防逆流二极管电路A(2a)、防逆流二极管电路B(2b)的实现充电和放电单方向导通的充电母线(9)、放电母线(10)上；装置控制器(5)通过蓄电池监测电路A(6a)、蓄电池监测电路B(6b)实时监测蓄电池的电信号，使得进入充电状态的蓄电池组在充电过程没有完成时，始终连接在充电母线(9)上；进入放电状态的蓄电池组在放电过程中始终连接在放电母线(10)上；并且系统管理人员可以通过通信端口(8)及通信接口电路(4)变更装置控制器(5)中预置的充放电控制参数。
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