[發(fā)明專利]一種微電網(wǎng)中磁懸浮飛輪電池儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010040768.7
• 申請(qǐng)日: 2020-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN111211570A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉鳴;江瑋;畢偉;陳瑤琴;季青川;王攀;崔崔;巴云霖;周夢(mèng)雅;金震威;谷延輝;周明;陳卓;謝春虎;周建
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)湖北綜合能源服務(wù)有限公司;國家電網(wǎng)有限公司;北京天誠同創(chuàng)電氣有限公司;武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/30
• 分類號(hào): H02J3/30;H02J3/24
• 代理公司: 武漢楚天專利事務(wù)所 42113
• 代理人: 胡盛登

1.一種微電網(wǎng)中磁懸浮飛輪電池儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，包括能量管理中心(1)、安全連接裝置(2)、微電網(wǎng)控制器(3)、分布式發(fā)電設(shè)備(4)、電力電子輸入設(shè)備(5)、磁懸浮飛輪電池(6)、電力電子輸出裝置(7)、負(fù)載(8)以及大電網(wǎng)(9)，所述磁懸浮飛輪電池(6)包括電機(jī)(61)和磁懸浮飛輪(62)，微電網(wǎng)控制器(3)連接分布式發(fā)電設(shè)備(4)，用以檢測(cè)分布式發(fā)電設(shè)備(4)輸出的電能總量，微電網(wǎng)控制器(3)連接磁懸浮飛輪電池(6)，用以調(diào)節(jié)磁懸浮飛輪電池(6)的充放電過程，平衡微電網(wǎng)電能的波動(dòng)，保證微電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，所述能量管理中心(1)的第一輸入端和第一輸出端與微電網(wǎng)控制器(3)相連，能量管理中心(1)的第二輸入端和第二輸出端與大電網(wǎng)(9)相連，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間的電能調(diào)度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微電網(wǎng)中磁懸浮飛輪電池儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述微電網(wǎng)控制器(3)用于監(jiān)控微電網(wǎng)中電能的運(yùn)行與存儲(chǔ)狀態(tài)，并控制儲(chǔ)能系統(tǒng)的電能輸出，微電網(wǎng)控制器(3)的第一輸入端和第一輸出端與能量管理中心(1)相連，微電網(wǎng)控制器(3)的第二輸入端與分布式發(fā)電設(shè)備(4)相連，微電網(wǎng)控制器(3)的第三輸入端與磁懸浮飛輪電池(6)中的磁懸浮飛輪(62)相連，微電網(wǎng)控制器(3)的第二輸出端與安全連接裝置(2)相連，微電網(wǎng)控制器(3)的第三輸出端與電力電子輸入裝置(5)相連，微電網(wǎng)控制器(3)的第四輸出端與磁懸浮飛輪電池(6)中的電機(jī)(61)相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微電網(wǎng)中磁懸浮飛輪電池儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述分布式發(fā)電設(shè)備(4)用于提供電能，向負(fù)載(8)及大電網(wǎng)(9)供電，并將多余電能輸至磁懸浮飛輪電池(6)進(jìn)行存儲(chǔ)，分布式發(fā)電設(shè)備(4)的第一輸出端與負(fù)載(8)相連，分布式發(fā)電設(shè)備(4)的第二輸出端與安全連接裝置(2)相連，分布式發(fā)電設(shè)備(4)的第三輸出端與電力電子輸入裝置(5)相連，分布式發(fā)電設(shè)備(4)的第四輸出端與微電網(wǎng)控制器(3)相連。

4.一種微電網(wǎng)中磁懸浮飛輪電池儲(chǔ)能調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括以下具體步驟：

由微電網(wǎng)控制器(3)檢測(cè)分布式發(fā)電設(shè)備(4)輸出的電能總量，并根據(jù)實(shí)時(shí)負(fù)載(8)所需，實(shí)現(xiàn)電能在微電網(wǎng)與大電網(wǎng)(9)之間調(diào)度，以及盈余電能的存儲(chǔ)；

由微電網(wǎng)控制器(3)通過檢測(cè)電壓和頻率的變化情況，由微電網(wǎng)控制器(3)調(diào)節(jié)磁懸浮飛輪電池(6)的充放電過程，平衡微電網(wǎng)電能的波動(dòng)，保證微電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種微電網(wǎng)中磁懸浮飛輪電池儲(chǔ)能調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述微電網(wǎng)與大電網(wǎng)(9)之間調(diào)度包括在工作狀態(tài)下的電能調(diào)度方法、在電網(wǎng)波動(dòng)時(shí)的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)方法以及磁懸浮飛輪電池(6)的充放電方法，所述工作狀態(tài)下的電能調(diào)度方法流程為：

系統(tǒng)初始化過后，先檢測(cè)分布式發(fā)電設(shè)備(4)輸出的電能總量，并將其與負(fù)載(8)需求總量進(jìn)行對(duì)比，若輸出量大于負(fù)載量，則根據(jù)大電網(wǎng)(9)和儲(chǔ)能裝置的實(shí)際情況判斷，選擇向大電網(wǎng)(9)供電或者向磁懸浮飛輪電池(6)充電；若輸出量小于負(fù)載量，在磁懸浮飛輪電池(6)的余量充足的情況下，磁懸浮飛輪電池(6)進(jìn)入放電狀態(tài)，由磁懸浮飛輪電池(6)向負(fù)載(8)供電，若磁懸浮飛輪電池(6)的剩余能量不足，則通過微電網(wǎng)控制器(3)向能量管理中心(1)發(fā)出請(qǐng)求，由大電網(wǎng)(9)直接向負(fù)載(8)供電。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種微電網(wǎng)中磁懸浮飛輪電池儲(chǔ)能調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述在電網(wǎng)波動(dòng)時(shí)的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)方法具體步驟為：

系統(tǒng)初始化完成后，由微電網(wǎng)控制器(3)對(duì)分布式電源輸出(4)的電能進(jìn)行檢測(cè)，若輸出電能的電壓、頻率高于正常范圍，則控制磁懸浮飛輪電池(6)進(jìn)入充電狀態(tài)，降低供電電壓和功率；若輸出電能的電壓、頻率低于正常范圍，則控制磁懸浮飛輪電池(6)進(jìn)入放電狀態(tài)，提高供電電壓和功率；若輸出電能的電壓、頻率在正常區(qū)間，則無需調(diào)動(dòng)磁懸浮飛輪電池(6)，使其維持穩(wěn)定狀態(tài)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種微電網(wǎng)中磁懸浮飛輪電池儲(chǔ)能調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述磁懸浮飛輪電池(6)的充放電方法流程為：

系統(tǒng)初始化之后，分別對(duì)磁懸浮系統(tǒng)和電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行自檢，若自檢未通過，則提示系統(tǒng)出錯(cuò)，立即停機(jī)修復(fù)，自檢完成以后，等待微電網(wǎng)控制器(3)指令，在充電狀態(tài)下，由電機(jī)(61)帶動(dòng)磁懸浮飛輪(62)加速，并實(shí)時(shí)檢測(cè)磁懸浮飛輪(62)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)飛輪到達(dá)額定轉(zhuǎn)速之后，停止向電機(jī)通電，進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)；在穩(wěn)定狀態(tài)下，僅維持磁懸浮系統(tǒng)運(yùn)行，保持磁懸浮飛輪(62)的高速旋轉(zhuǎn)；在放電狀態(tài)下，由磁懸浮飛輪(62)帶動(dòng)電機(jī)(61)工作，磁懸浮飛輪電池(6)向外輸出電能。