[發明專利]飛輪控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 202211256977.0
• 申請日: 2022-10-14
• 公開（公告）號: CN115441483A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 李樹勝;王佳良;李光軍;汪大春
• 申請（專利權）人: 北京泓慧國際能源技術發展有限公司
• 主分類號: H02J3/30
• 分類號: H02J3/30;H02J13/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 張文娥

本發明實施例提供了一種飛輪控制系統及控制方法，其中，該系統包括公共交流母線、飛輪本體，以及與公共交流母線均連接的能量管理系統和變流系統；其中，能量管理系統與變流系統連接，變流系統與飛輪本體連接；能量管理系統用于獲取公共交流母線輸出的電信號，根據電信號觸發變流系統對飛輪本體的充放電狀態和/或充放電模式進行控制。通過一種一體化的飛輪控制系統可以實現電網側電壓電流在線監測并得出飛輪實時充放電控制功率，為飛輪充放電運行提供明確的控制指令和控制數據。

技術領域

本發明涉及供電系統技術領域，尤其是涉及一種飛輪控制系統及控制方法。

背景技術

根據現有的儲能技術方案，其能量管理系統主要是針對電化學儲能單元，電化學儲能單元是一組恒壓源，其充放電操作是一種被動的過程，能量管理系統只要與網側儲能變流器做交互即可，但是其存在能量密度較低的缺點，同時，當深度、快速、大功率放電時，會導致可用容量下降，且隨著使用次數的增加，可用容量同樣也會不斷衰減，因此其使用壽命較短。

飛輪儲能單元作為是一種電能和動能的轉換裝置，則可以在儲能方面彌補電化學儲能單元的不足，但是，現有運用飛輪儲能單元的能量管理系統還不能科學的對飛輪儲能單元進行控制，存在效率低下，能量分配不均等問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種飛輪控制方法，可以實現電網側電壓電流在線監測并得出飛輪實時充放電控制功率，為飛輪充放電運行提供明確的控制指令和控制數據。

第一方面，本發明實施例提供了一種飛輪控制系統，其中，包括公共交流母線、飛輪本體，以及與公共交流母線均連接的能量管理系統和變流系統；其中，能量管理系統與變流系統連接，變流系統與飛輪本體連接；能量管理系統用于獲取公共交流母線輸出的電信號，根據電信號觸發變流系統對飛輪本體的充放電狀態和/或充放電模式進行控制。

進一步地，能量管理系統包括電信號傳感器和能量管理器；其中，電信號傳感器與公共交流母線連接，能量管理器與變流系統連接；電信號傳感器用于獲取公共交流母線輸出的電信號；能量管理器用于根據電信號生成對應的觸發信號，以觸發變流系統對飛輪本體的充放電狀態和/或充放電模式進行控制。

進一步地，電信號傳感器還包括電壓傳感器和電流傳感器；電壓傳感器用于獲取公共交流母線的電壓信號；電流傳感器用于獲取公共交流母線的電流信號。

進一步地，變流系統包括飛輪管理器和變流器；變流器與公共交流母線、飛輪本體和飛輪管理器均連接；飛輪管理器還與能量管理系統中的能量管理器連接；其中，飛輪管理器用于響應能量管理系統所發出的觸發信號，并生成對應的飛輪充放電功率指令，以控制飛輪本體的充放電狀態和/或充放電模式。

進一步地，變流器包括網側子變流器和機側子變流器；網側子變流器和機側子變流器依次連接，且設置在公共交流母線和飛輪本體的通路上；其中，機側子變流器的交流測與飛輪本體連接，機側子變流器的直流側與網側子變流器的直流側連接，網側子變流器的交流測連接至公共交流母線。

進一步地，變流系統中的機側交流子變流器還用于獲取飛輪本體的轉速，并生成對應的轉速信號，并發送至飛輪管理器；飛輪管理器還用于判斷飛輪本體的轉速是否介于預設的閾值區間；如果是，則響應觸發信號并生成對應的飛輪充放電功率指令。

進一步地，能量管理器與飛輪管理器通過高速以太網通訊連接；機側子變流器與飛輪管理器通過高速光纖通訊連接。

第二方面，本發明實施例提供了一種飛輪控制方法，其中，該方法應用于上述任一項的飛輪控制系統，方法包括：獲取公共交流母線的電信號；根據電信號生成對應的觸發信號，以觸發變流系統對飛輪本體的充放電狀態和/或充放電模式進行控制。

進一步地，根據電信號生成對應的觸發信號，包括：判斷電信號是否大于預設的電信號閾值；如果是，則生成變流系統發出飛輪充電指令的觸發信號。