ГИБРИДНАЯ СИСТЕМА НАКОПЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ

Область техники
Предложение относится к электроэнергетике и может быть применено в гибридных системах накопления электроэнергии.
Уровень техники
Известна гибридная система накопления электроэнергии, содержащая накопители, преобразователи, модуль переключения для связи с сетью и нагрузкой [патент RU 2182383, опубл. 10.05.2002].
Недостаток прототипа - низкое быстродействие и неэффективность функционирования в переходных режимах переключения.
Раскрытие полезной модели
Предлагаемая система содержит накопитель из аккумуляторных батарей и накопитель из суперконденсаторов, каждый накопитель через соответствующие преобразователь и согласующий трансформатор подключен к входу соответствующего модуля, предназначенного для переключения на сеть или нагрузку, при этом каждый модуль снабжен первым механическим коммутатором в цепи подключения к нагрузке, первым электронно-механическим коммутатором в цепи подключения к сети, блоком фильтрующих конденсаторов и демпфирующим узлом, включенными на входе модуля через второй электронно-механический коммутатор и второй механический коммутатор соответственно.
Это позволяет повысить эффективность функционирования системы в переходных режимах работы.
Краткое описание фигур
На фиг.1 представлена блок-схема системы накопления энергии, на фиг.2 - принципиальная схема модуля переключения.
Осуществление полезной модели
На фиг.1 показаны накопитель 1 на основе аккумуляторных батарей и накопитель 2 на основе суперконденсаторов. Каждый накопитель 1 и 2 через соответствующие преобразователь 3 и согласующий трансформатор 4 подключен к входу соответствующего модуля 7 переключения на сеть 5 или нагрузку 6. Каждый из модулей 7 (фиг.2) содержит первый механический коммутатор 8 в цепи подключения к нагрузке 6, первый электронно-механический коммутатор 9 в цепи подключения к сети 5, блок 10 фильтрующих конденсаторов и демпфирующий узел 11, включенные на входе модуля через второй электронно-механический коммутатор 12 и второй механический коммутатор 13 соответственно.
Система работает следующим образом.
В режиме автономной работы на нагрузку 6 коммутатор 12 каждого модуля 7 подключает блок 10 через согласующий трансформатор 4 к выходу преобразователя 3, а в режиме работы на сеть 5 блок 10 отключается коммутатором 12 для обеспечения высокой эффективности преобразования. В автономном режиме через фильтрующие конденсаторы блока 10 протекает ток основной гармоники и реактивная мощность, создаваемая этим током, составляет до половины номинальной активной выходной мощности преобразователя 3. Емкости фильтрующих конденсаторов, создающие данную реактивную мощность, выбраны исходя из максимального значения пульсаций выходного напряжения при заданных пульсациях тока фильтрующей индуктивности преобразователя 3. Чтобы устранить дополнительные потери, вызванные этим реактивным током в режиме работы на сеть, конденсаторы блока 10 отключаются. Электронно-механический коммутатор 12 позволяет с одной стороны обеспечить высокое быстродействие переключения, с другой - высокую эффективность при шунтировании электронных ключей механическими контактами.
Для демпфирования выбросов, которые могут возникнуть при мгновенном отключении сети или обрыве в режиме работы на сеть используется узел 11, подключенный к согласующему трансформатору 4 через второй механический коммутатор 13 и выполненный в виде выпрямителя с емкостной нагрузкой. При резком возрастании напряжения емкость на выходе выпрямителя заряжается за счет энергии выброса. После прохождения выброса и поглощения его энергии емкость на выходе выпрямителя разряжается на балластные резисторы.
Шунтирование резисторами 14 контактов коммутатора 13 необходимо для первоначального включения при разряженных емкостях на выходе выпрямителя.
Коммутатор 9 обеспечивает подключение нагрузки 6 и преобразователя 3 для параллельной работы на сеть 5.