[發(fā)明專利]基于飛輪儲能的脈沖功率電源系統(tǒng)及控制方法

有效

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• 申請日: 2019-07-16
• 公開（公告）號: CN110504700B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設計）人: 江衛(wèi)良;張慶源;陳燁
• 申請（專利權）人: 沈陽微控新能源技術有限公司
• 主分類號: H02J3/30
• 分類號: H02J3/30
• 代理公司: 深圳國新南方知識產權代理有限公司 44374
• 代理人: 周雷

1.一種基于飛輪儲能的脈沖功率電源系統(tǒng)，分別與充電交流母線和放電交流母線連接，所述放電交流母線連接有負載，其特征在于，所述負載為脈沖負荷，該脈沖功率電源系統(tǒng)包括：

多個并列設置的儲能單元，每一個儲能單元包括：充電裝置、至少一個飛輪儲能裝置和放電裝置，所述放電裝置與所述放電交流母線連接，所述充電裝置與所述充電交流母線連接，所述飛輪儲能裝置分別與所述充電裝置和所述放電裝置連接，所述放電裝置包括：儲能變流器，所述充電裝置包括單向功率變換模塊；

能量管理單元，分別與所述儲能變流器和所述單向功率變換模塊連接，用于實時監(jiān)測所述儲能單元的運行狀態(tài)，并根據所述運行狀態(tài)生成充電指令或放電指令；

協(xié)調控制單元，分別與所述儲能變流器和所述單向功率變換模塊連接，所述協(xié)調控制單元與所述能量管理單元通信連接，所述協(xié)調控制單元用于實時采集所述儲能單元的運行數據并接收所述充電指令或放電指令，所述協(xié)調控制單元內存儲有預設充電策略和預設放電策略，當所述協(xié)調控制單元接收到充電指令時，根據所述預設充電策略和所述運行數據生成充電控制指令，控制所述充電裝置為所述飛輪儲能裝置進行充電，所述飛輪儲能裝置將電能轉化為動能存儲，所述單向功率變換模塊將充電電源的交流電轉化為直流電為所述飛輪儲能裝置充電，所述單向功率變換模塊接收所述充電控制指令，并根據所述充電控制指令控制輸出功率的大小；當所述協(xié)調控制單元接收到放電指令時，根據所述預設放電策略和所述運行數據生成放電控制指令，控制所述放電裝置進行放電，所述飛輪儲能裝置將動能轉化為電能，為負載提供所需功率，所述儲能變流器接收所述放電控制指令，并根據所述放電控制指令控制輸出功率的大小；所述預設充電策略包括預設時序充電策略和預設同步充電策略。

2.根據權利要求1所述的脈沖功率電源系統(tǒng)，其特征在于，所述放電裝置包括：變壓器，所述變壓器的高壓側與所述放電交流母線連接，所述變壓器的低壓側與所述儲能變流器的交流側連接，所述儲能變流器的直流側與所述飛輪儲能裝置連接。

3.根據權利要求1所述的脈沖功率電源系統(tǒng)，其特征在于，所述充電裝置包括充電電源，所述單向功率變換模塊的交流側和所述充電電源均與所述充電交流母線連接。

4.根據權利要求2或3所述的脈沖功率電源系統(tǒng)，其特征在于，所述飛輪儲能裝置包括：飛輪控制器和依次連接的雙向功率變換模塊、飛輪電機、飛輪機構，所述雙向功率變換模塊的交流側與所述飛輪電機連接，所述雙向功率變換模塊的直流側與所述儲能變流器的直流側連接，所述飛輪控制器分別與所述雙向功率變換模塊、單向功率變換模塊以及所述儲能變流器通信連接，充電時，所述飛輪控制器根據所述單向功率變換模塊的輸出功率控制所述雙向功率變換模塊的充電功率，放電時，所述飛輪控制器根據所述儲能變流器的輸出功率控制所述雙向功率變換模塊的放電功率。

5.根據權利要求4所述的脈沖功率電源系統(tǒng)，其特征在于，所述飛輪儲能裝置設置多個，多個所述飛輪儲能裝置采用并聯的方式分別連接所述放電裝置和所述充電裝置。

6.根據權利要求1所述的脈沖功率電源系統(tǒng)，其特征在于，所述負載與所述放電交流母線之間連接有整流器。

7.一種基于飛輪儲能的脈沖功率電源系統(tǒng)的控制方法，應用于如權利要求1至6任一項所述的基于飛輪儲能的脈沖功率電源系統(tǒng)，其特征在于，所述控制方法包括：

實時監(jiān)測所述儲能單元的運行狀態(tài)和運行數據；

根據所述運行狀態(tài)生成充電指令或放電指令；

當生成充電指令時，匹配預設充電策略，根據所述運行數據和所述預設充電策略生成充電控制指令，控制充電裝置為飛輪儲能裝置充電；所述預設充電策略包括預設時序充電策略和預設同步充電策略；當所述預設充電策略為預設時序充電策略時，根據所述運行數據和所述預設時序充電策略生成充電控制指令，控制各個充電裝置依次為飛輪儲能裝置充電；當所述預設充電策略為預設同步充電策略時，根據所述運行數據和所述預設同步充電策略生成充電控制指令，控制所有充電裝置同時為飛輪儲能裝置充電；

當生成放電指令時，匹配預設放電策略，根據所述運行數據和所述預設放電策略生成放電控制指令，控制所述飛輪儲能裝置和放電裝置放電，為負載提供所需功率。