[發明專利]新能源船舶多組鋰電池組并聯供電的直流組網功率管控方法

在審

• 申請號: 202111237263.0
• 申請日: 2021-10-21
• 公開（公告）號: CN113872178A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 岳凡;烏云翔;邵詩逸;張明達;孫健;武治江;趙紅品
• 申請（專利權）人: 無錫賽思億電氣科技有限公司
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10;H02J7/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 張磊

1.新能源船舶多組鋰電池組并聯供電的直流組網功率管控方法，包括A.單一鋰電池組功率控制、B.多組鋰電池組功率均分控制；具體如下：

A.小功率船舶行駛或船舶靠岸時，使用單一鋰電池組功率控制，過程如下：

初始穩定參數測量；當船舶直流組網系統處于平穩狀態時，中央控制系統讀取與鋰電池組連接的斬波器直流母線側電壓表監測所得的直流母線電壓U₁，并根據預設的斬波器中的初始下垂曲線，得到此時鋰電池組釋放的功率P₁，此時為系統的初始平衡狀態；

當負載端負載突然增加時，基于功率平衡的原則，供能端的鋰電池組需相應的提供更多的輸出功率：首先，負載端負載突然增加瞬時，直流母線的電壓下降至U₁'，斬波器內直流母線側的電壓表檢測到直流母線電壓降低后，中央處理器依照下垂曲線邏輯，根據直流母線當前的電壓值U₁'映射出新的輸出功率P₁+ΔP₁；接著，中央處理器向斬波器發出新的輸出功率的執行命令，斬波器控制鋰電池組增加輸出電流，與此同時采集實時電壓與電流值，當鋰電池組輸出的電壓和電流通過斬波器預設公式計算結果等于新輸出功率時，斬波器停止增大鋰電池組的輸出電流；然后，當斬波器停止增大鋰電池組的輸出電流后，中央處理器將U₁'和P₁+ΔP₁設為新的穩態值，系統維持當前的命令重新恢復穩定狀態，完成功率增大的調控；

當負載端負載減少時，基于功率平衡的原則，供能端的鋰電池組需要相應的提供更少的輸出功率；首先，當負載端負載減少瞬時由于直流組網系統瞬時提供富裕功率，直流母線的電壓上升至U₁”，中央處理器根據下垂曲線邏輯，通過直流母線當前的電壓值U₁”映射出新的輸出功率P₁-ΔP₂；接著，中央處理器向斬波器發出新輸出功率執行命令，斬波器控制鋰電池組減少輸出電流，與此同時采集實時電壓與電流值，當電壓和電流通過斬波器預設公式計算結果等于新輸出功率時，斬波器停止減少鋰電池組的輸出電流；然后，當斬波器停止增大鋰電池組的電流后，中央處理器將U₁”和P₁-ΔP₂設為新的穩態值，系統維持當前的命令重新恢復穩定狀態，完成功率減少的調控；

B.多組鋰電池組功率均分控制，即當多組鋰電池組并網運行時，各個供電支路的斬波器對應的下垂曲線應保持一致，即當直流母線電壓確定時，每臺斬波器的下垂曲線對應的輸出功率值應當相同，中央處理器發出的功率命令，各鋰電池組輸出的功率值相同，實現多組鋰電池組的功率均分；其具體控制過程如下：

步驟B-1，系統初始狀態；當整個直流組網系統穩定時，記共有n組鋰電池組，每組鋰電池組功率為P₁；則直流組網系統的總功率為nP₁；

步驟B-2，功率均分；設系統平穩運行時各個鋰電池組承擔的功率為P₂，電壓為U₂；

當負載端負載增加時，令增加負載為ΔP₂'，此時直流母線的電壓有所降低，中央控制系統將增加的負載均勻分配至每個鋰電池組進行承擔，此時每組鋰電池組的所承擔的功率為為P₂+ΔP₂'/n，中央控制系統根據下垂曲線邏輯，增大每組鋰電池組的輸出電流，使每組鋰電池組均運行于A₂'點，電壓為U₂'；

當負載端負載減少時，假定減少負載為ΔP₂”，此時直流母線的電壓有所升高，中央控制系統將減少的負載均勻分配至每個鋰電池組進行承擔，此時每組鋰電池組的所承擔的功率為為P₂-ΔP₂”/n，中央控制系統根據下垂曲線邏輯，減少每組鋰電池組的輸出電流，使每組鋰電池組均運行于A₂”點，電壓為U₂”。