CN206452158U - 一种超级电容与锂电池混合储能的发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超级电容与锂电池混合储能的发电装置，包括新能源发电系统、储能系统、控制单元和负载，新能源发电系统通过直流母线与整流单元和第一变压器串联，直流母线还串联有第一电流检测单元然后与储能系统相连，储能系统包括保护电路、锂电池组和超级电容组，超级电容组的输出端与锂电池组的输入端相连，锂电池组的输入端设置有第二电流检测单元，锂电池组的输出端与第二变压器串联，第二变压器的输出端连接有负载。本实用新型解决了可再生能源发电过程中由于输出功率不稳定容易对储能设备造成损坏的问题，并且减少了充电过程中的能量浪费，提高了储能系统的储能效率，促进新能源发电的发展。

Description

一种超级电容与锂电池混合储能的发电装置

技术领域

本实用新型涉及电力技术领域，具体为一种超级电容与锂电池混合储能的发电装置。

背景技术

随着化石能源量的急剧减少，以及环境污染问题的不断加剧，人们越来越重视可再生的清洁能源。而电能是现在人们生产生活都离不开的一种能源，传统的电能获得，多数是靠燃煤发电，但是化石燃料的燃烧给环境带来了较为严重的污染，因此人们更加注重利用风能、太阳能、地热能、潮汐能等可再生的清洁能源来转化电能，但是，这些能量来源不稳定，因此在发电过程中发电系统输出的电功率具有波动性和不稳定性，这种情况下产生的电能极易对储能设备造成损坏，并且传统的储能方式为了保护储能设备，会将超出设备接收能力的电能消耗掉，从而造成了严重的浪费，为了解决这些问题，并针对新能源发电系统的特点，需要储能设备具备高能量密度、高功率密度和较长的循环使用寿命等特性，而将超级电容器和锂离子电池并联使用，便能满足新能源发电系统对储能设备的要求。

所以，如何设计一种超级电容与锂电池混合储能的发电装置，成为我们当前要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种超级电容与锂电池混合储能的发电装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种超级电容与锂电池混合储能的发电装置，包括新能源发电系统、储能系统、控制单元和负载，所述新能源发电系统通过直流母线与整流单元和第一变压器串联，所述直流母线还串联有第一电流检测单元然后与储能系统相连，所述储能系统包括保护电路、锂电池组和超级电容组，所述超级电容组的输出端与锂电池组的输入端相连，所述锂电池组的输入端设置有第二电流检测单元，所述锂电池组的输出端与第二变压器串联，所述第二变压器的输出端连接有负载，所述负载包括直流负载和交流负载，所述交流负载的输入端串联有逆变器，所述控制单元分别与显示单元和警示灯相连。

进一步的，所述超级电容组是由多个中等尺寸超级电容器(75V)并连在一起构成的。

进一步的，所述锂电池组是由多块锂离子电池并联在一起组成的。

进一步的，所述控制单元分别与新能源发电系统、整流单元和第一变压器相连，其型号为TMS320F2812。

进一步的，所述第一电流检测单元和第二电流检测单元都是由分流器构成的。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该种超级电容与锂电池混合储能的发电装置，首先，超级电容组和锂电池组并联作为储能装置，使超级电容组对锂电池组的充电过程进行保护，避免过大电流对锂电池组造成损坏，其次，超级电容组能够将发电系统产生的对锂电池组充电过剩的电量进行储存，然后将其充入锂电池组中，防止电能浪费，节约能源，第三，当锂电池组充电完成后，发电系统产生的电能对超级电容组进行充电，从而提高了储能系统的容量，并降低了能源的浪费。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的储能系统结构示意图。

图中：1-新能源发电系统；2-储能系统；3-控制单元；4-负载；5-直流母线；6-整流单元；7-第一变压器；8-第一电流检测单元；9-保护电路；10-锂电池组；11-超级电容组；12-第二电流检测单元；13-第二变压器；14-直流负载；15-交流负载；16-逆变器；17-显示单元；18-警示灯。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种超级电容与锂电池混合储能的发电装置：包括新能源发电系统1、储能系统2、控制单元3和负载4，新能源发电系统1通过直流母线5与整流单元6和第一变压器7串联，直流母线5还串联有第一电流检测单元8然后与储能系统2相连，储能系统2包括保护电路9、锂电池组10和超级电容组11，超级电容组11的输出端与锂电池组10的输入端相连，锂电池组10的输入端设置有第二电流检测单元12，锂电池组10的输出端与第二变压器13串联，第二变压器13的输出端连接有负载4，负载4包括直流负载14和交流负载15，交流负载15的输入端串联有逆变器16，控制单元3分别与显示单元17和警示灯18相连。

进一步的，超级电容组11是由多个中等尺寸超级电容器75V并连在一起构成的，经第一变压器7变压后，电路中的电压较小电流较大，超级电容器适合大电流放电，能够避免电路瞬间电流过大对锂电池组10造成损坏，并将储存的电能缓慢充入锂电池组10，节约能源。

进一步的，锂电池组10是由多块锂离子电池并联在一起组成的，锂离子电池能够循环快速充电，并且其比能量大、自放电小，安全性能高，对外放电稳定可靠。

进一步的，控制单元3分别与新能源发电系统1、整流单元6和第一变压器7相连，其型号为TMS320F2812，控制单元3对电路进行控制，保证电路线路安全。

进一步的，第一电流检测单元和第二电流检测单元都是由分流器构成的，检测电路中不同位置的电流大小，并将检测结果反馈到控制单元3，方便控制单元3对电路进行控制，从而保护储能系统2能够稳定工作。

工作原理：工作时，新能源发电系统1产生功率不同的稳压电流，产生的电流经过整流器形成直流电，在经过第一变压器7使产生的直流电电压满足储能系统2充电的电压，之后电流通过第一电流检测单元8为锂电池组10充电，并且第一电流检测单元8检测电流的大小，将检测信息反馈到控制单元3，控制单元3根据系统设置的参数控制保护电路9中分流开关的闭合，当直流母线5中的电流超过预设值时，保护电路9中的分流开关闭合，使发电系统产生的电能对超级电容充电，当第二电流检测单元12检测到锂电池组10的输入端电流量低于预设值时，控制单元3控制超级电容组11向锂电池组10充电，锂电池组10的输出端为负载4提供稳定的电能，在经过第二变压器13，将电压调至负载4所需的电压值，并通过在交流负载15线路上设置的逆变器16，使电路中的直流电变为交流电，从而为交流负载15提供电能，发电装置产生的电能大小以及储能系统2的充电情况，通过控制器都在现实单元中现实出来，并且，当电路中电流量过大时，警示灯18闪烁，提醒工作人员注意安全。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种超级电容与锂电池混合储能的发电装置，包括新能源发电系统(1)、储能系统(2)、控制单元(3)和负载(4)，其特征在于：所述新能源发电系统(1)通过直流母线(5)与整流单元(6)和第一变压器(7)串联，所述直流母线(5)还串联有第一电流检测单元(8)然后与储能系统(2)相连，所述储能系统(2)包括保护电路(9)、锂电池组(10)和超级电容组(11)，所述超级电容组(11)的输出端与锂电池组(10)的输入端相连，所述锂电池组(10)的输入端设置有第二电流检测单元(12)，所述锂电池组(10)的输出端与第二变压器(13)串联，所述第二变压器(13)的输出端连接有负载(4)，所述负载(4)包括直流负载(14)和交流负载(15)，所述交流负载(15)的输入端串联有逆变器(16)，所述控制单元(3)分别与显示单元(17)和警示灯(18)相连。

2.根据权利要求1所述的一种超级电容与锂电池混合储能的发电装置，其特征在于：所述超级电容组(11)是由多个中等尺寸超级电容器(75V)并连在一起构成的。

3.根据权利要求1所述的一种超级电容与锂电池混合储能的发电装置，其特征在于：所述锂电池组(10)是由多块锂离子电池并联在一起组成的。

4.根据权利要求1所述的一种超级电容与锂电池混合储能的发电装置，其特征在于：所述控制单元(3)分别与新能源发电系统(1)、整流单元(6)和第一变压器(7)相连，其型号为TMS320F2812。

5.根据权利要求1所述的一种超级电容与锂电池混合储能的发电装置，其特征在于：所述第一电流检测单元(8)和第二电流检测单元(12)都是由分流器构成的。