CN105811862A - 一种储能电站、储能方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种储能电站，包括太阳能光伏组件、超级电容器、钛酸锂电池、双向DC/DC变换器和DC/AC逆变器；太阳能光伏组件与超级电容器连接；超级电容器通过第一控制器与双向DC/DC变换器和DC/AC逆变器连接；双向DC/DC变换器与钛酸锂电池连接；DC/AC逆变器连接至电网。在上述技术方案中，利用了超级电容器和钛酸锂电池进行配合存储电能，能够在用电低谷时将太阳能光伏组件接收并转化的电能分别储存至超级电容器和钛酸锂电池中，并能够将电网中的电能经超级电容器输送至钛酸锂电池中以备不时之需。而在用电高峰时可以通过超级电容器对电网进行输送电能，用预先储存在钛酸锂电池中的电能对超级电容器进行补充电能，使超级电容器能够具有持续的输电能力。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，特别是涉及一种储能电站、储能方法。
背景技术
现有技术中，光伏发电应用越来越广泛，光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成。但是光伏发电受天气影响很大，光伏发电只能够在白天进行，晚上用电高峰时，光伏电站不能发电，所以没有储能装置是不行的。
传统的蓄电池储能技术方案中，采用铅酸电池或者铁锂电池作为储能装置，但是由于光伏发电电能质量很不稳定，浪涌电流对此类电池寿命影响很大，大部分是先将光伏发电逆变成交流，然后通过整流成直流给储能元件充电。中国专利号为201210529199.8的专利中公开了一种采用轻型直流输电，磷酸铁锂电池储电的技术方案；中国专利号为201410125496.5的专利公开了一种采用二次电池与超级电容混合储能的技术方案；中国专利号为201510425930.6的专利公开了一种采用超级电容器和铅酸电池或铁电池混合储能方式的技术方案。但是无论基于何种方式储存电能，超级电容器虽然起到对电流的缓冲功能，但其储存量都太小，一旦超级电容器处于满电状态，将不能发挥其缓冲功能，另外，储能装置也需要很强的大功率充电特性和较长的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中光伏发电设备电能储存小，使超级电容器不能持续发挥对电流的缓冲作用、以及储能装置的使用寿命短的缺点。
为了实现上述技术目的，本申请提供了如下技术方案：
一种储能电站，包括太阳能光伏组件、超级电容器、钛酸锂电池、双向DC/DC变换器和DC/AC逆变器；
所述太阳能光伏组件与所述超级电容器连接；
所述超级电容器通过第一控制器与所述双向DC/DC变换器和DC/AC逆变器连接；
所述双向DC/DC变换器与所述钛酸锂电池连接；
所述DC/AC逆变器连接至电网。
进一步的，在一个实施例中，所述储能电站还包括汇流箱；
所述汇流箱一端连接所述太阳能光伏组件的输出端，所述汇流箱的另一端连接所述超级电容器的输入端。
进一步的，在一个实施例中，所述双向DC/DC变换器与所述钛酸锂电池之间通过第二控制器控制，用于实现所述钛酸锂电池与所述超级电容器间互相充电。
进一步的，在一个实施例中，所述DC/AC逆变器与所述电网之间通过第三控制器控制，用于实现电网向所述超级电容器充电。
一种储能方法，当用电高峰时将超级电容器的电能逆变成交流电输送至电网供电，同时所述钛酸锂电池向所述超级电容器进行充电；
当用电低谷时将超级电容器的电能变为直流电输送至钛酸锂电池中进行储存，同时还将电网中的电能经超级电容器输送至所述钛酸锂电池中进行储存。
进一步的，在一个实施例中，所述储能方法包括如下步骤：
所述太阳能光伏组件将太阳光能转变为电能输送至所述超级电容器；
所述超级电容器通过第一控制器的控制在用电高峰时将电能输送至电网供电，在用电低谷时将电能输送至钛酸锂电池中储存；
在所述超级电容器馈电时，所述钛酸锂电池通过第一控制器的控制向超级电容器充电；
所述第二控制器还可控制所述电网向所述超级电容器输送电能，以通过所述超级电容器将电网的电能储存至钛酸锂电池中。
在上述技术方案中，利用了超级电容器和钛酸锂电池进行配合存储电能，能够在用电低谷时将太阳能光伏组件接收并转化的电能分别储存至超级电容器和钛酸锂电池中，并能够将电网中的电能经超级电容器输送至钛酸锂电池中以备不时之需，而用电低谷时的电费较低，一方面能够节省花费，另一方面能够缓解用电高峰的供电负担。而在用电高峰时可以通过超级电容器对电网进行输送电能，用预先储存在钛酸锂电池中的电能对超级电容器进行补充电能，使超级电容器能够具有持续的输电能力，保证用户的用电需求。以此提高了储能电站的储电能力，增长使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请所述的储能电站的系统结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了解决现有技术中光伏发电设备电能储存小，使超级电容器不能持续发挥对电流的缓冲作用、以及储能装置的使用寿命短的缺点，本申请提供了一种储能电站，包括太阳能光伏组件1、超级电容器3、钛酸锂电池8、双向DC/DC变换器7和DC/AC逆变器5；所述太阳能光伏组件1与所述超级电容器3连接；可以将太阳能光伏组件1接收的太阳光能转化为电能；所述超级电容器3通过第一控制器4与所述双向DC/DC变换器7和DC/AC逆变器5连接；所述双向DC/DC变换器7与所述钛酸锂电池8连接；所述DC/AC逆变器5连接至电网6，第一控制器4与双向DC/DC变换器7连接，可直接将超级电容器3中的电能输送至电网6，还能够将电能变为直流电输送至钛酸锂电池8中进行电能的储存，钛酸锂电池8的负极采用零应变材料，可使充放电的性能提高，能够进行10倍率的充放电，寿命也达20000次以上，能很好满足光伏直流输电的储能元件要求；第一控制器4与DC/AC逆变器5连接，可将太阳能光伏组件1发出的直流电，经超级电容器3，再通过DC/AC逆变器逆变成交流电输送至电网6，由此可以减少由于太阳能光伏组件1发电的不稳定性对电网6的冲击。
进一步的，在一个实施例中，所述储能电站还包括汇流箱2；
所述汇流箱2一端连接所述太阳能光伏组件1的输出端，所述汇流箱2的另一端连接所述超级电容器3的输入端。太阳能光伏组件1发出的直流电，经汇流箱2直接输入至超级电容器3中，超级电容器3又通过双向DC/DC变换器7将直流电输送至钛酸锂电池8中储存，在电能传输的过程中，全部采用直流电进行传输，相比于交流电传输会减少电能的消耗，提高电能输送质量。
进一步的，在一个实施例中，所述双向DC/DC变换器7与所述钛酸锂电池8之间通过第二控制器9控制，用于实现所述钛酸锂电池8与所述超级电容器3间互相充电。这是用于在实际使用中，当超级电容器3馈电时，可由第二控制器9进行控制，将储存在钛酸锂电池8中的电能通过双向DC/DC变换器7输送至超级电容器3对其进行充电。
进一步的，在一个实施例中，所述DC/AC逆变器5与所述电网之间通过第三控制器10控制，用于实现电网6向所述超级电容器3充电。这是在实际使用中，当处于用电低谷时，此时的电网6的电能费用低，这时便可以通过第三控制器10的控制将费用低的电网6中的电能反向输送至超级电容器3中，在经超级电容器3输送至钛酸锂电池8中进行储存，以备适当的时候使用，这也是节省能源，节省支出的一种方法，而且具有显著的效果；另一方面也能够缓解高峰用电的负担。
在另一个实施例中，本申请还提供了一种储能方法，当用电高峰时将超级电容器3的电能逆变成交流电输送至电网6供电，同时所述钛酸锂电池8向所述超级电容器3进行充电；当用电低谷时将超级电容器3的电能变为直流电输送至钛酸锂电池8中进行储存，同时还将电网6中的电能经超级电容器3输送至所述钛酸锂电池8中进行储存。
通过上述方法，在使用过程中可以根据实际的情况选择不同的方式进行电能的储存和使用；我们生活中会存在用电高峰和用电低谷的时间段，当遇到用电高峰时，超级电容器3可以将电能逆变成交流电输送至电网6进行供电，以满足用户的用电需求，而当超级电容器3馈电的时候，其本身储存的电能变少，这是钛酸锂电池8便可以将预先存储的电能输送至超级电容器3中对超级电容器3进行充电，以支持超级电容器3的持续放电，满足用户长时间的用电需求。而在用电低谷时，这时用户的用电需求不是那么高，所以一般的供电能力便能够满足，所以此时超级电容器3便会将由太阳能光伏组件1接收而来的太阳能转化成电能，输送至钛酸锂电池8中进行储存，以能够在用电需求增大时具有足够的供电能力；同时，用电低谷时的电费较低，此时将电网6中电费较低的电能经超级电容器3输送至钛酸锂电池8中进行储存，以便可以在用电高峰中使用，一方面会节省花费，另一方面也能够缓解用电高峰时的供电负担。
进一步的，在一个实施例中，所述储能方法包括如下步骤：
所述太阳能光伏组件1将太阳光能转变为电能输送至所述超级电容器3；用以获取可再生能源，储存起来进行使用。
所述超级电容器3通过第一控制器4的控制在用电高峰时将电能输送至电网6供电，在用电低谷时将电能输送至钛酸锂电池8中储存；第一控制器4便用于在用电高峰时与第三控制器10相配合，将电能输送至电网6来满足用户用电需求，第一控制器4也用于在用电低谷时与第二控制器9相配合，将超级电容器3中的电能输送至钛酸锂电池8中进行储存，以备不时之需。
在所述超级电容器3馈电时，所述钛酸锂电池8通过第一控制器4的控制向超级电容器3充电；此时，第二控制器9会配合第一控制器4，将钛酸锂电池8中的预先储存的电能输送至超级电容器3中，对超级电容器3充电，以支持超级电容器3向电网6持续送电，满足用户用电需求。
所述第三控制器10还可控制所述电网6向所述超级电容器输送电能，以通过所述超级电容器3将电网的电能储存至钛酸锂电池8中。这就是在实际使用中，可在用电低谷时段，将电网中电费较低的电能经超级电容器3输送至钛酸锂电池8中进行储存，以便可以在用电高峰中使用，一方面会节省花费，另一方面也能够缓解用电高峰时的供电负担。
以上对本发明所提供的储能电站、储能方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种储能电站，其特征在于，包括太阳能光伏组件、超级电容器、钛酸锂电池、双向DC/DC变换器和DC/AC逆变器；
所述太阳能光伏组件与所述超级电容器连接；
所述超级电容器通过第一控制器与所述双向DC/DC变换器和DC/AC逆变器连接；
所述双向DC/DC变换器与所述钛酸锂电池连接；
所述DC/AC逆变器连接至电网。
2.如权利要求1所述的储能电站，其特征在于，还包括汇流箱；
所述汇流箱一端连接所述太阳能光伏组件的输出端，所述汇流箱的另一端连接所述超级电容器的输入端。
3.如权利要求1所述的储能电站，其特征在于，所述双向DC/DC变换器与所述钛酸锂电池之间通过第二控制器控制，用于实现所述钛酸锂电池与所述超级电容器间互相充电。
4.如权利要求1所述的储能电站，其特征在于，所述DC/AC逆变器与所述电网之间通过第三控制器控制，用于实现电网向所述超级电容器充电。
5.一种储能方法，其特征在于，当用电高峰时将超级电容器的电能逆变成交流电输送至电网供电，同时所述钛酸锂电池向所述超级电容器进行充电；
当用电低谷时将超级电容器的电能变为直流电输送至钛酸锂电池中进行储存，同时还将电网中的电能经超级电容器输送至所述钛酸锂电池中进行储存。
6.如权利要求5所述的储能方法，其特征在于，包括如下步骤：
所述太阳能光伏组件将太阳光能转变为电能输送至所述超级电容器；
所述超级电容器通过第一控制器的控制在用电高峰时将电能输送至电网供电，在用电低谷时将电能输送至钛酸锂电池中储存；
在所述超级电容器馈电时，所述钛酸锂电池通过第一控制器的控制向超级电容器充电；
所述第二控制器还可控制所述电网向所述超级电容器输送电能，以通过所述超级电容器将电网的电能储存至钛酸锂电池中。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160727 |