[發明專利]雙單片機飛輪儲能系統控制器及控制方法

有效

• 申請號: 201310289832.5
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN103326390A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 高晗瓔;劉端增;李偉力;楊忠生;趙杰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: H02J3/30
• 分類號: H02J3/30
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 陳曉光

技術領域：

本發明涉及一種雙單片機飛輪儲能系統控制器及控制方法。

背景技術：

近年來，世界各地屢屢發生大面積停電等重大電力事故，其損失和造成的影響都是難以估量的，急需采取一些有效的措施把用電低谷時多余的電能儲存起來，在用電高峰時釋放出來緩解用電壓力是各國都在積極考慮的問。現在己采取的儲能技術有機械儲能(飛輪、抽水、彈簧、壓縮空氣等)、熱能蓄能(顯熱、潛熱、蒸發、融解、升華等)、電磁蓄能(電容器、超導等)和化學蓄能(蓄電池、合成燃料、濃度差發電、物理化學能量等)，其中發展最快、規模最大的是抽水蓄能，其次是壓縮空氣蓄能，排在第二位的就是飛輪蓄能。飛輪蓄能裝置可配置在城市和用電中心附近的變電所，用來調峰調頻.它的規模己達幾十和幾百MW級，特別是由于高溫超導磁力軸承的開發和應用，將加速飛輪儲能技術的發展。與其他形式的儲能方式相比較，飛輪儲能具有大容量、高效率、無限循環壽命、零排放、無污染和裝置對環境無要求等優點。傳統的飛輪儲能控制器存在以下問題：飛輪在儲能過程中，電機不能以最短的時間上升到額定轉速，電能消耗過多，同時影響飛輪輸出效率。

發明內容：

本發明的目的是提供一種雙單片機飛輪儲能系統控制器及控制方法。

上述的目的通過以下的技術方案實現：

一種雙單片機飛輪儲能系統控制器，其組成包括:?飛輪，所述的飛輪與充電儲能系統連接，所述的充電儲能系統與高速永磁無刷電機連接，所述的高速永磁無刷電機與所述的飛輪連接，所述的充電儲能系統與放電釋能系統連接。

所述的雙單片機飛輪儲能系統控制器，所述的充電儲能系統包括MCU1控制電路、BUCK電路、卸荷電路、PWM逆變電路、單相整流電路，所述的MCU1控制電路分別與所述的BUCK電路、所述的卸荷電路、所述的PWM逆變電路、所述的單相整流電路連接，所述的PWM逆變電路與所述的高速永磁無刷電機連接，所述的高速永磁無刷電機與MCU1控制電路連接，所述的MCU1控制電路與所述的飛輪連接，所述的BUCK電路分別與所述的卸荷電路、所述的PWM逆變電路、所述的單相整流電路連接，所述的卸荷電路與所述的PWM逆變電路連接。

所述的雙單片機飛輪儲能系統控制器，所述的放電釋能系統包括MCU2控制電路、高頻升壓穩壓電路、單相逆變電路、濾波電路，所述的MCU2控制電路分別與所述的單相整流電路、所述的高頻升壓穩壓電路、所述的單相逆變電路、所述的MCU1控制電路連接，所述的高頻升壓穩壓電路分別與所述的BUCK電路、所述的卸荷電路、所述的PWM逆變電路、所述的MCU1控制電路、所述的單相逆變電路連接，所述的單相逆變電路與所述的濾波電路連接。

一種雙單片機飛輪儲能系統控制器的控制方法，

（1）充電儲能系統的控制方法:

在充電儲能時，電能通過PWM逆變電路驅動電機，帶動飛輪加速轉動，完成電能到機械能的轉換，能量儲存在高速旋轉的飛輪中；之后，電機維持在一個恒定轉速；當MCU1控制電路檢測工頻輸入電壓Uac的大小，當Uac<10V時，認為電網斷電，此時，BUCK電路停止工作，飛輪存儲能量通過PWM逆變電路T1~T6中的續流二極管將飛輪能量回饋至直流母線Udc1，通過T11~T14、高頻升壓變壓器、D11~?D12進行得到340V的直流電壓Udc2，經SPWM單相逆變及選擇適當的調制比M輸出單相（正弦脈寬調制）SPWM波，經濾波處理后得到單相220V、50Hz交流電；