一种飞轮与锂电池混合储能系统的制作方法

本技术涉及新型储能，尤其涉及一种飞轮与锂电池混合储能系统。

背景技术：

1、随着风能、太阳能等间歇性新能源在发电结构中的比重不断增加，由于新能源发电本身受天气影响，其在发电端引起的日间波动也随之增大。与此同时，居民用电的比重上升导致电网负荷的波动变得更加剧烈。面对这种挑战，电网的调节能力需要得到加强，以适应未来更加复杂的供需波动。储能技术以其快速的调节速度和灵活的配置方式，能够满足这一需求，有效应对电网调节的挑战。

2、在新型储能系统的各种形式中，磷酸铁锂电池、铅酸电池等能量密度较高，充放电持续时间长，循环次数较少；超级电容、飞轮储能等储能方式能量密度较低，充放电持续时间短，循环次数较多。为增加储能系统的整体使用寿命，提高储能系统的经济性，工程中通常构建两类储能设备的混合储能系统，在短时间频繁波动的场景调用飞轮储能设备，在长时间大能量的场景调用磷酸铁锂储能设备，两种储能设备经各自独立变流升压至35kv后，在变电站的35kv母线汇集再进一步升压接入电网（如图2所述）。

3、然而，由于飞轮储能设备充放电时间短，通常运行时间仅在30秒~3分钟，飞轮储能设备除能量的旋转部件外，其他功率交换部件绝大多数时间处于热备状态，飞轮与锂电池混合储能系统的设备整体利用率不高，经济效益差。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于，克服上述现有技术的不足，提供一种飞轮与锂电池混合储能系统，能够解决飞轮与锂电池混合储能系统中的飞轮储能系统因短时运行而导致的并网功率设备利用率低、系统整体经济效益差的问题。

2、为此，本实用新型采用以下技术方案：

3、一种飞轮与锂电池混合储能系统，包括并网单元、至少一个储能单元，所述储能单元包括直流母线、至少一个飞轮储能支路、至少一个锂电池储能支路，所述飞轮储能支路的输出端通过dc/dc模块连接至所述直流母线，所述锂电池储能支路的输出端连接至所述直流母线，所述并网单元至少包括一个网侧变流器，所述网侧变流器与所述储能单元一一对应，所述网侧变流器的输入端连接至其对应的所述储能单元的所述直流母线。

4、在采用上述技术方案的基础上，本实用新型还可采用以下进一步的技术方案，或对这些进一步的技术方案组合使用：

5、所述飞轮储能支路包括依次连接的飞轮本体和飞轮侧变流器，所述飞轮侧变流器的输出端连接至所述dc/dc模块的输入端。

6、所述锂电池储能支路包括锂电池，所述锂电池的输出端直接连接至所述直流母线。

7、所述并网单元还包括依次相连的低压交流母线、低压断路器、升压变压器、中压断路器、中压交流汇集母线，所述中压交流汇集母线连接至高压电网。

8、所述网侧变流器的输出端连接至所述低压交流母线。

9、并接在同一个所述直流母线上的所述飞轮侧变流器的总功率与所述锂电池的总功率相匹配。

10、本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：采用直流侧耦合的接线方案，优化了并联回路的电压调节方案，有效地解决了飞轮与锂电池混合储能系统的设备整体利用率不高的问题，优化减少设备的同时还能减少设备布置的土地面积，进一步提升系统整体利用率、降低系统投资。

1.一种飞轮与锂电池混合储能系统，其特征在于，包括并网单元、至少一个储能单元，所述储能单元包括直流母线（4）、至少一个飞轮储能支路、至少一个锂电池储能支路，所述飞轮储能支路的输出端通过dc/dc模块（3）连接至所述直流母线（4），所述锂电池储能支路的输出端连接至所述直流母线（4），所述并网单元至少包括一个网侧变流器（6），所述网侧变流器（6）与所述储能单元一一对应，所述网侧变流器（6）的输入端连接至其对应的所述储能单元的所述直流母线（4）。

2.如权利要求1所述的一种飞轮与锂电池混合储能系统，其特征在于，所述飞轮储能支路包括依次连接的飞轮本体（1）和飞轮侧变流器（2），所述飞轮侧变流器（2）的输出端连接至所述dc/dc模块（3）的输入端。

3.如权利要求2所述的一种飞轮与锂电池混合储能系统，其特征在于，所述锂电池储能支路包括锂电池（5），所述锂电池（5）的输出端直接连接至所述直流母线（4）。

4.如权利要求1所述的一种飞轮与锂电池混合储能系统，其特征在于，所述并网单元还包括依次相连的低压交流母线（7）、低压断路器（8）、升压变压器（9）、中压断路器（10）、中压交流汇集母线（11），所述中压交流汇集母线（11）连接至高压电网。

5.如权利要求4所述的一种飞轮与锂电池混合储能系统，其特征在于，所述网侧变流器（6）的输出端连接至所述低压交流母线（7）。

6.如权利要求3所述的一种飞轮与锂电池混合储能系统，其特征在于，并接在同一个所述直流母线（4）上的所述飞轮侧变流器（2）的总功率与所述锂电池（5）的总功率相匹配。