1.一種兩級串聯結構的超級電容與蓄電池混合儲能系統,其特征在于:它包括:
與外部系統直流母線連接的第一開關K1和第一電感L1;
連接在第一開關K1和第一電感L1之后的前級雙向升降壓變換電路;
連接在前級雙向升降壓變換電路之后直流母線之間的超級電容C;
與超級電容C串聯的第四開關K4和預充電電路;
連接在超級電容C之后直流母線之間的后級雙向升降壓變換電路;
連接在后級雙向升降壓變換電路之后直流母線之間的蓄電池B,以及與蓄電池B相互串聯的第二開關K2和第二電感L2。
2.根據權利要求1所述的兩級串聯結構的超級電容與蓄電池混合儲能系統,其特征在于:所述的前級雙向升降壓變換電路由第一電力電子器件S1和第二電力電子器件S2構成;所述的后級雙向升降壓變換電路由第三電力電子器件S3和第四電力電子器件S4構成。
3.根據權利要求1所述的兩級串聯結構的超級電容與蓄電池混合儲能系統,其特征在于:所述的第一電感L1和第二電感L2均為平波電感。
4.根據權利要求1所述的兩級串聯結構的超級電容與蓄電池混合儲能系統,其特征在于:所述的第一開關K1、第二開關K2、第四開關K4分別為斷路器、接觸器、負載開關或熔斷器中的一種或幾種的組合。
5.根據權利要求1所述的兩級串聯結構的超級電容與蓄電池混合儲能系統,其特征在于:所述的預充電電路包括與超級電容C串聯的充電開關K3,以及與充電開關K3并聯的充電電阻R。
6.根據權利要求5所述的兩級串聯結構的超級電容與蓄電池混合儲能系統,其特征在于:所述的充電開關K3為斷路器、接觸器、負載開關或熔斷器中的一種或幾種的組合。
7.利用權利要求2所述的兩級串聯結構的超級電容與蓄電池混合儲能系統實現的能量吸收與釋放的方法,其特征在于:
它包括以下步驟:
當本系統處于能量吸收狀態時:1)當外部系統直流母線產生能量回饋時,若有瞬間浪涌電流的沖擊,直接通過第二電力電子器件S2對超級電容C進行充電;2)當浪涌結束后或者充電過程不存在浪涌電流的沖擊,對第二電力電子器件S2進行PWM控制,使得前級雙向升降壓變換電路工作在升壓狀態,對能量進行吸收;后級雙向升降壓變換電路則通過PWM控制第三電力電子器件S3構成降壓電路,向蓄電池充電; 3)在充電控制結束時,若超級電容C的電壓高于額定值,后級雙向升降壓變換電路持續通過PWM控制第三電力電子器件S3構成降壓電路,直到超級電容C的電壓恢復到額定值,為接受下一次能量吸收做好準備;
當本系統處于能量釋放狀態時:1)當直流母線出現瞬間的大功率缺口時,控制第一電力電子器S1完成超級電容C向外部系統直流母線的瞬間大電流能量輸送;2)當補償大電流缺口結束或者放電過程不存在大電流缺口時,對第一電力電子器件S1進行PWM控制,使得前級雙向升降壓變換電路工作在降壓狀態,輸出放電電流;后級雙向升降壓變換電路通過PWM控制第四電力電子器件S4構成升壓電路,維持超級電容C的電壓;3)在放電控制結束時,若超級電容C的電壓低于額定值,后級雙向升降壓變換電路通過PWM控制第四電力電子器件S4構成升壓電路,直到超級電容C的電壓恢復到額定值,為接受下一次能量回饋做好準備。