[發明專利]一種飛輪儲能系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201410275915.3
• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN104037794A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 陳國富;郭希錚;蔣曉春;蔡林海;王江波
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網智能電網研究院
• 主分類號: H02J3/30
• 分類號: H02J3/30
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種飛輪儲能系統，所述飛輪儲能系統包括兩個三相電壓型PWM變流器、LCL濾波器和直流支撐電容；其特征在于，所述兩個三相電壓型PWM變流器通過直流母線上并聯的直流支撐電容相互連接，其中一個三相電壓型PWM變流器通過輸出LCL濾波器與電網側連接，另一個三相電壓型PWM變流器與永磁同步電機連接，用于對永磁同步電機的定子電樞繞組供電。

2.如權利要求1所述的飛輪儲能系統，其特征在于，在兩個三相電壓型PWM變流器之間設置有泄放回路，用于防止永磁同步電機處于發電狀態時，三相電壓型PWM變流器出現故障導致直流母線電壓泵升，造成直流支撐電容損壞；所述泄放回路由串聯的IGBT模塊和泄放電阻組成；所述IGBT模塊由IGBT器件以及與其反并聯的二極管組成。

3.如權利要求1所述的飛輪儲能系統，其特征在于，所述兩個三相電壓型PWM變流器均包括三相六橋臂，每個橋臂均由IGBT模塊組成；所述IGBT模塊由IGBT器件以及與其反并聯的二極管組成；所述LCL濾波器包括電網側電感L_g和變流器側電感L_r、交流濾波電容C_f和阻尼電阻R_d；所述電網側電感L_g和變流器側電感L_r串聯；所述交流濾波電容C_f的三相分別與電網側電感L_g和變流器側電感Lr之間的公共端連接；所述交流濾波電容C_f的三相與阻尼電阻R_d的三相分別對應連接。

4.如權利要求1所述的飛輪儲能系統，其特征在于，在電網側三相電壓型PWM變流器連接有預充電回路和主接觸器；所述預充電回路與主接觸器并聯；所述預充電回路由三相接觸器-電阻串聯支路組成；所述接觸器-電阻串聯支路由串聯的接觸器和電阻組成；所述預充電回路用于抑制上電時的電流沖擊，其中電阻用于限制預充電電流，避免對飛輪儲能系統造成沖擊；所述主接觸器為三相主接觸器，分別對應連接電網側三相電壓型PWM變流器的三相。

5.如權利要求1所述的飛輪儲能系統，其特征在于，所述飛輪儲能系統包括霍爾傳感器以及硬件鎖相電路，所述霍爾傳感器以及硬件鎖相電路均與兩個三相電壓型PWM變流器連接。

6.一種如權利要求1-5所述的飛輪儲能系統的控制方法，所述控制方法包括電網側三相電壓型PWM變流器控制策略和電機側三相電壓型PWM變流器控制策略，其特征在于，所述控制方法基于復矢量PI電流調節器的控制實現；所述電網側三相電壓型PWM變流器控制策略采用的是直接電流控制中的電網電壓定向控制策略；所述電機側三相電壓型PWM變流器控制策略采用的是弱磁控制策略，綜合矢量控制中的最大轉矩電流比MTPA控制與基于負i_d補償法弱磁控制。