本发明涉及风力发电和混合储能的，特别涉及一种混合储能控制系统及方法。
背景技术：
1、随着新能源行业的发展，社会对电能的要求日益增高，电力用户对电能质量、供电稳定性的要求也在逐渐提高。微电网在其中的作用正在逐渐上升。住户高负荷的用电，但是用电高峰白天居多，晚上用电基本较少，是的峰谷差日益增大，而发电站却在不停工作。因此，在夜间极易造成电力资源的浪费。而风力发电受天气、地形等因素的影响，造成电压及功率的不稳定性。而近年来，随着我国持续发展大型发电机以及核能发电机，此现象日益突出。
2、近二三十年来，储能技术正在不断地发展完善，通常用抽水储能、蓄热蓄冷、化学电池储能、飞轮储能等方式。化学电池储能技术是最近几年发展的新型储能技术，mw级工业储能电站在国内外都有使用，但工业储能电站以电力公司为建设单位，主要解决整个电网的电力调配，忽略了类似于家庭为单元或其他电力储能需求，大型工业储能电站难以解决类似的用电问题。
3、混合储能控制系统解决风力发电系统的有助于调峰、解决了风力发电不易并网的问题。适用于一些小容量、小用电功率的场合。如马路照明灯、户外临时电源等。同时，混合储能控制系统也可作为临时电源，节约电能，减少浪费。现有技术中尚且没有公开具有理想效果的混合储能控制系统的技术方案。
4、在现有技术中，多数仅仅涉及备用电源设备，单个或单种储能方式，例如：仅仅采用铅酸电池进行储能，作为不间断能源，没有混合储能，没有双向送电功能，因此设计一种混合储能控制系统就显得尤为必要。
技术实现思路
1、为解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种混合储能控制系统及其工作方法，混合储能控制系统可使电负荷相对稳定，能够平衡峰谷电能的使用，具有一定的“削峰填谷”的作用；且有风电系统接入，能够实现新能源接入用电系统和储能系统。混合储能控制系统能够保证电能质量的同时，还能够增强用电系统的稳定性，而且可以在一定程度上提高风电利用率。
2、本发明是通过以下技术方案实现的：
3、混合储能控制系统，包括壳体、控制系统、能源系统和储能系统；所述能源系统用于为电负荷提供能源；其中：
4、所述能源装置为风力发电系统；
5、所述风力发电系统，通过将动能转换为机械能再转换为电能；风力发电系统产生的电能用于向电负荷供电以及储存在储能系统中；
6、所述储能系统为储能电池组和超级电容组，所述储能系统用于储存风力发电系统的能源以及作为电负荷的电源；
7、所述控制系统包括有：整流器、稳压电路、电压信号传感器、电流信号传感器、模拟量输入、plc控制器、双向dc-dc控制器；
8、所述整流器用于将风力发电系统发出的三相电转换为直流电，为后端电负荷以及储能系统提供能源；
9、所述稳压电路用于对整流过后的直流电进行升压稳压，使风力发电系统发出来的点具有一定的稳定性；
10、所述电压信号传感器用于采集整流电压、稳压电压、锂电池电压、超级电容电压，并将之转化为4~20ma的电流信号；
11、所述电流信号传感器用于采集整流电流、锂电池所在回路电流、超级电容所在回路电流并将之转化为4~20ma的电流信号；
12、所述模拟量输入用于接受电压信号传感器和电流信号传感器的模拟量信号转换为cpu可以识别接收的数字量信号，并传输至plc；
13、所述plc控制器为两个西门子s7-200 smart，主要用于接收模拟量输入模块所传输的信号，并使用内部cpu对其进行运算，计算出占空比，生成pwm脉冲调制信号；
14、所述pwm脉冲调制信号有5个，分别用于稳压电路的igbt管、两个双向dc-dc控制器共4个igbt管；
15、所述稳压电路的igbt管，通过改变输入pwm脉冲调制信号的占空比，达到一个升压稳压的作用。
16、所述两个双向dc-dc控制器的igbt管，主要起到一个控制电流流向，即控制锂电池和超级电容充放电状态的作用；
17、混合储能控制系统的工作方法，其中，包括如下步骤：
18、1、当风力发电系统足以给电负荷供电且处于稳定状态，风力发电系统对电负荷和储能系统供电；
19、2、当风力发电系统不足以给电负荷供电时，锂电池储能会对电负荷进行能量补充；
20、3、当电负荷处于稳定状态、风力发电系统出力发生突变时，超级电容器储能根据变化情况进行充电或者向电负荷供电，起到平抑功率波动、保证电负荷稳定运行的作用；
21、4、当风力发电系统处于稳定状态，电负荷发生突变时，超级电容器储能根据电负荷变化情况进行放电或者加大充电量；
22、5、当风力发电系统和电负荷状态均不稳定时，控制器能够实时监测，储能系统也会实时进行调节。
23、本发明具有以下有益效果。
24、本发明的混合储能控制系统，首先可以作为设备使用，由于能源装置为风力发电系统，控制系统包括整流器、稳压电路、电压信号传感器、电流信号传感器、模拟量输入、plc控制器、双向dc-dc控制器。使用该控制系统可使电负荷相对稳定，平衡峰谷电能的使用，具有一定的“削峰填谷”的作用；且有风电系统接如，能够实现新能源接入用电系统和储能系统。混合储能控制系统能够保证电能质量的同时，还能够增强用电系统的稳定性，而且可以在一定程度上提高风电利用效率。plc、具有wlan接口，可通过连接计算机软件step 7-microwin smart监测实时使用状况。具体优点描述如下：
25、1、具有备用电源功能。混合储能控制系统中，具有锂电池和超级电容，在没有能源系统的情况下，混合储能系统能够短时间供电；
26、2、具有电能双向流通的功能。在发电量大或电负荷小时储能系统充电；在发电量小或用电量大时，储能系统放电；具有“削峰填谷”的作用；
27、3、保证电能质量以及电能供应的稳定性。在风电出力突变或者电负荷突变时，超级电容会及时做出应对，能后平抑功率波动；
28、提高风电利用率。混合储能由锂电池和超级电容储能组成，分别对风力发电的高低频进行响应存储，相较于单种储能方式，能在一定程度上增加储能效率，间接达到提升风电利用效率的目的。
1.混合储能控制系统，其特征在于：包括有壳体（1）、控制系统、风力发电系统、混合储能系统；所述风力发电系统用于为电负荷提供能源以及为储能装置提供能源；该系统中用电动机（14）通过转速扭矩传感器（15）带动发电机（16）旋转模拟风力发电系统；
2.根据权利要求1所述的混合储能控制系统，其特征在于：所述plc主站（4）和plc从站（5）包括2个型号为s7-200 smart的cpu主机以及一个模拟量输入扩展模块（6），混合储能控制系统留有wlan接口，能够连接网络监测实时数据进行能耗统计，并实时监测各系统状态。
3.根据权利要求1所述的混合储能控制系统，其特征在于：所述储能系统包括一组锂电池储能和一组超级电容器储能。
4.根据权利要求2所述的混合储能控制系统，其特征在于：模拟量输入模块将数字信号传输至plc的cpu部分，cpu将所接受到的稳压电压信号与期望电压进行比较，进行pi调节、进行低通滤波后与锂电池的实时电流进行比较，计算误差电流，进行pi调节，计算出占空比d，根据d生成pwm脉冲调制信号传输至双向dc-dc控制器的igbt管，进行下一时间周期对锂电池充放电状态控制；超级电容器（13）端的双向dc-dc控制器（11）与之类似，通过总电流、锂电池误差电流、低频滤波电流作差，得到高频电流，高频电流与超级电容器的实时电流作比较，得到超级电容器误差电流，经过pi调节算出占空比d，生成pwm信号，通过控制双向dc-dc控制器（11）来对下一时间周期超级电容器（13）的充放电状态进行。
5.根据权利要求4所述的混合储能控制系统，其特征在于：电流信号传感器（8）分别监测转换整流电流、锂电池电流、超级电容电流，电压信号传感器（7）分别检测转换，整流电压、稳压电压、锂电池电压、超级电容电压以及预设一个52v的期望电压，传感器模块将信号转换为4~20ma的电流信号，电流信号经模拟量输入模块传输至plc控制器的cpu进行监测并计算。
6.根据权利要求4所述的混合储能控制系统，其特征在于：plc控制器的工作方法，包括如下步骤：
7.如权利要求1所述的混合储能控制系统的工作方法，其特征在于：包括如下具体步骤：
