DC-DC变换器和智能控制器，图中，1(1、1(2、1(3、1(4均表示开 关，L表示电感，S1、S2均表示IGBT开关管，D1、D2均表示二极管。
[0032] 超级电容S0C监测电路：用于对混合储能系统中超级电容的S0C状态进行监测，并 及时反馈到智能控制器中，方便其确定蓄电池组的投切组数。
[0033] 蓄电池组S0C监测电路：用于对蓄电池系统中的蓄电池组的S0C状态进行监测，并 及时反馈到智能控制器中，方便其对各蓄电池组的开关做出动作。
[0034] 双向DC-DC变换器：可W实现能量的双象限运行，从而根据需要调节能量传递方 向，实现能量双向流动。
[0035] 智能控制器:根据超级电容S0C监测电路确定蓄电池组的投切组数，再根据蓄电池 组S0C监测电路中对荷电状态的检测，估算每个电池组中的放电深度，从而来控制对应电池 组开关的开断，实现蓄电池组的投切；同时，智能控制器对整个系统起到优化控制的作用， 该控制器还可实现在不同的场景下，增加或缩短蓄电池组的调节周期来调节蓄电池组的放 电深度。
[0036] 如图3所示，风电场中混合储能系统配置方案图，混合储能系统通过双向DC-DC变 换器与机组相连，其中，DFIG表示双馈式感应发电机，RSC表示转子侧换流器，GSC表示网侧 换流器，ESS表示储能系统。W单台机组为目标，配备储能系统，储能系统的容量要求较低， 易于实现，也便于将储能系统和风电机组物理上和电气上嵌入设计，便于集成同时，不必每 台机组都要配置储能系统，根据实际情况需要，对有需要的机组配置即可，设计较为灵活。
[0037] 本发明混合储能系统中蓄电池组的均衡投切方法的实施例如下：
[0038] W单台机组为目标，配置储能系统，储能系统的容量要求较低，易于实现，此混合 储能系统将蓄电池组作为超级电容的备用储能。根据超级电容S0C值反馈给智能控制器，确 定投切蓄电池组数;再根据反馈的各蓄电池组的S0C值进行排序，确定确切的蓄电池组的投 切。
[0039] 假设超级电容SOC值为0.75,四个蓄电池组的SOC值分别为B1 0.40，B2 0.35，B3 0.65，B4 0.70，则超级电容高于最优状态0.25，按照表1，此时需要投入两个蓄电池组，给蓄 电池组充电；再根据四个蓄电池组的S0C值，智能控制器选取其中荷电状态最小的两组，即 B1、B2投入，其他两组的开关断开;B1、B2的S0C值增大，使得每个蓄电池组的S0C值与蓄电池 系统的S0C值的偏差缩小，解决了充电过程中的不均衡现象。
[0040] 假设超级电容S0C值为0.25,四个蓄电池组的S0C值分别为B1 0.40，B2 0.35，B3 0.65，B4 0.70，则超级电容低于最优状态0.25，超级电容每低于最优状态10 %，投入一个蓄 电池组，此时需要投入两个蓄电池组，给超级电容充电;再根据四个蓄电池组的S0C值，智能 控制器选取其中荷电状态最大的两组，即B3、B4投入，其他两组的开关断开;B3、B4的S0C值 减小，使得每个蓄电池组的S0C值与蓄电池系统的S0C值的偏差缩小，解决了放电过程中的 不均衡现象。
[0041] 另外，智能控制器可实现在不同的场景下，调节蓄电池组的放电深度。在风电场 中，若某个蓄电池组S0C值长期小于0.5，此时该蓄电池组的放电深度为10 % -40 %，则可通 过智能控制器缩短蓄电池组的调节周期，将其放电深度调节为60%-90%;同理，若某个蓄 电池组S0C值长期大于0.5,此时该蓄电池组的放电深度为60 %-90%，则可通过智能控制器 增加蓄电池的调节周期，将其放电深度调节为10%-40%。
[0042] W上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能W此限定本发明的保护范围，凡是 按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围 之内。
【主权项】
1. 一种混合储能系统中蓄电池组的均衡投切方法，其特征在于，所述混合储能系统包 括超级电容和四个蓄电池组，所述均衡投切方法包括如下步骤： 步骤1，根据超级电容的当前荷电状态值以及最优状态值，选择蓄电池组的投切个数， 该选择方法为:若当前荷电状态值在区间[0.3，0.4) U [ 0.6，0.7)中，则蓄电池组的投切个 数为1;若当前荷电状态值在区间[〇. 2，0.3)U [0.7，0.8)中，则蓄电池组的投切个数为2;若 当前荷电状态值在区间[0.1，〇.2)U [0.8,0.9)中，则蓄电池组的投切个数为3;若当前荷电 状态值在区间[0.0,0.1)1][0.9，1.0]中，则蓄电池组的投切个数为4; 步骤2,监测各蓄电池组的当前荷电状态，并计算出各蓄电池组的荷电状态值； 步骤3，若步骤1的超级电容的当前荷电状态值小于最优状态值，则对步骤2各蓄电池组 的荷电状态值进行降序排列，从荷电状态值最大的开始投切，直至达到步骤1中的投切个数 为止;若步骤1的超级电容的当前荷电状态值大于最优状态值，则对步骤2各蓄电池组的荷 电状态值进行升序排列，从荷电状态值最小的开始投切，直至达到步骤1中的投切个数为 止； 步骤4,在蓄电池组被投切到混合储能系统后，再对超级电容的荷电状态值进行监测， 并重复步骤1-步骤3。2. 根据权利要求1所述混合储能系统中蓄电池组的均衡投切方法，其特征在于，在步骤 1之前，实时监测超级电容的当前荷电状态值，并判断当前荷电状态值是否为最优状态值， 若是则该均衡投切方法结束，否则，继续进行。3. 根据权利要求2所述混合储能系统中蓄电池组的均衡投切方法，其特征在于，所述最 优状态值为0.5。4. 根据权利要求1所述混合储能系统中蓄电池组的均衡投切方法，其特征在于，在步骤 2与步骤3之间，当在设定时间内，计算出的蓄电池组的荷电状态值始终小于0.5,则需缩短 该蓄电池组的调节周期，将它的放电深度调节为60%_90% ;当在设定时间内，计算出的蓄电 池组的荷电状态值始终大于0.5,则需增加该蓄电池组的调节周期，将它的放电深度调节为 10%-40%〇5. 根据权利要求4所述混合储能系统中蓄电池组的均衡投切方法，其特征在于，所述设 定时间为一个月或者半年。
【专利摘要】本发明公开了一种混合储能系统中蓄电池组的均衡投切方法，该方法通过监测混合储能系统中超级电容和各蓄电池组的荷电状态，根据超级电容荷电状态的不同，对蓄电池组进行选择性的投切。通过蓄电池组的均衡投切方法，来调节风电功率平滑过程中超级电容的荷电状态，使之保持在最优状态，调节能力较强，同时能够均衡各蓄电池组在充放电过程中的荷电状态，减小蓄电池组的放电深度，从而延长蓄电池组的循环寿命。本发明可以将超级电容的高功率密度和蓄电池组的高能量密度有效结合，降低了设备的冗余度，改善了风电场的波动，形成高性能的混合储能系统。
【IPC分类】H02J3/32, H02J3/24
【公开号】CN105656068
【申请号】
【发明人】许林, 林伟伟, 周文海, 黄磊, 陈谦, 鞠平, 秦川, 姜梦
【申请人】河海大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年3月23日