[發(fā)明專(zhuān)利]一種波浪能遠(yuǎn)程在線充放電混合儲(chǔ)能裝置及監(jiān)控方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211461243.6
• 申請(qǐng)日: 2022-11-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115940117A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張靜;李名楷
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 金陵科技學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): H02J1/14
• 分類(lèi)號(hào): H02J1/14;H02J15/00;H02J7/14;H02J7/00;H02J13/00
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專(zhuān)利代理有限公司 32206
• 代理人: 呂書(shū)桁

1.一種波浪能遠(yuǎn)程在線充放電混合儲(chǔ)能裝置，包括遠(yuǎn)程在線充放電系統(tǒng)和混合儲(chǔ)能裝置，其特征在于：

所述遠(yuǎn)程在線充放電系統(tǒng)包括監(jiān)控單元CPU，顯示模塊，本地監(jiān)控和遠(yuǎn)程以及單體采集模塊；

所述顯示模塊、本地監(jiān)控與遠(yuǎn)程監(jiān)控與監(jiān)控單元CPU進(jìn)行連接，所述單體采集模塊在監(jiān)控單元和混合儲(chǔ)能裝置之間進(jìn)行連接；

所述顯示模塊顯示電池組的電壓和電流、容量，整流器電壓、環(huán)境溫度、各單體電壓、溫度、容量和波浪發(fā)電裝置功率以及告警信息；

所述本地監(jiān)控作為主監(jiān)控，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，遠(yuǎn)程監(jiān)控作為輔助監(jiān)控，檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，但不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；

所述單體采集模塊對(duì)儲(chǔ)能裝置的組電壓、電流、單體電壓、溫度和波浪發(fā)電裝置功率進(jìn)行實(shí)時(shí)采集；

所述混合儲(chǔ)能裝置包括波浪發(fā)電裝置，整流裝置，儲(chǔ)能裝置1，儲(chǔ)能裝置2，儲(chǔ)能裝置3和雙向DC-DC，三端口DC-DC1，三端口DC-DC2；

所述混合儲(chǔ)能裝置保證直流負(fù)載功率P的穩(wěn)定輸出，所述波浪發(fā)電裝置與整流裝置連接，所述儲(chǔ)能裝置1與三端口DC-DC1連接，儲(chǔ)能裝置2與三端口DC-DC2連接，所述儲(chǔ)能裝置3與雙向DC-DC接，所述三端口DC-DC1，三端口DC-DC2，整流裝置，雙向DC-DC都連接到直流母線。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波浪能遠(yuǎn)程在線充放電混合儲(chǔ)能裝置，其特征在于：

所述儲(chǔ)能裝置1為鋰離子電池組；

所述儲(chǔ)能裝置2為備用鋰離子電池組；

所述儲(chǔ)能裝置3為電容組。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波浪能遠(yuǎn)程在線充放電混合儲(chǔ)能裝置，其特征在于，所述單體采集模塊采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)RS485通信線與監(jiān)控單元CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波浪能遠(yuǎn)程在線充放電混合儲(chǔ)能裝置，其特征在于，所述本地監(jiān)控通過(guò)WIFI接口API，利用路由器作為數(shù)據(jù)傳輸媒介，與網(wǎng)關(guān)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)本地監(jiān)控；

所述遠(yuǎn)程監(jiān)控通過(guò)連接監(jiān)控單元CPU中的WiFi模塊進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。

5.一種根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的波浪能遠(yuǎn)程在線充放電混合儲(chǔ)能裝置的監(jiān)控方法，其特征在于，具體步驟如下:

步驟一，在監(jiān)控單元CPU內(nèi)部利用代碼編寫(xiě)預(yù)設(shè)電池組的電壓、電流、整流器電壓、環(huán)境溫度、各單體電壓、溫度、儲(chǔ)能裝置容量的安全值；

步驟二，單體采集模塊采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)RS485通信線傳輸?shù)奖O(jiān)控單元CPU，監(jiān)控單元CPU對(duì)采集到的數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比和處理，將處理結(jié)果數(shù)據(jù)顯示在顯示屏上；

本地監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控根據(jù)顯示屏上的處理結(jié)果數(shù)據(jù)，同時(shí)本地監(jiān)控對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，通過(guò)WiFi遠(yuǎn)程在線對(duì)監(jiān)控單元CPU下達(dá)指令，監(jiān)控單元CPU利用I/O口輸出PWM波所需的占空比到三端口DC-DC1、三端口DC-DC2，并根據(jù)SOC估算值對(duì)儲(chǔ)能裝置1和儲(chǔ)能裝置2進(jìn)行恒流充電和輸出PWM波所需的占空比到雙向DC-DC對(duì)儲(chǔ)能裝置3設(shè)置放電電壓下限和恒壓充電；

SOC估算計(jì)算公式為：

放電電壓下限計(jì)算公式為：

具體地，利用式(1)及式(2)的計(jì)算原理，基于C語(yǔ)言在CCS開(kāi)發(fā)軟件進(jìn)行代碼編寫(xiě)，最后再將代碼燒錄到監(jiān)控單元CPU中；

步驟四，在監(jiān)控單元CPU的主程序一直保持執(zhí)行，并可以響應(yīng)不同的中斷請(qǐng)求，其中，在中斷請(qǐng)求中設(shè)置PWM的調(diào)節(jié)程序，利用I/O口輸出經(jīng)中斷請(qǐng)求調(diào)節(jié)后PWM波，進(jìn)而控制雙向DC-DC和三端口DC-DC進(jìn)行充電和放電的電壓，使得遠(yuǎn)程在線充放電混合儲(chǔ)能裝置在以下五種模式中運(yùn)行；

遠(yuǎn)程在線充放電混合儲(chǔ)能裝置運(yùn)行模式如下：

充盈模式：

該模式下波浪發(fā)電裝置輸出功率P₁＞＞P，此時(shí)為直流負(fù)載提供正常工作功率P，同時(shí)讓儲(chǔ)能裝置1，儲(chǔ)能裝置2和儲(chǔ)能裝置3運(yùn)行在充電過(guò)程；

削峰模式：

該模式下波浪發(fā)電裝置輸出功率P＜P₂＜P₁，此時(shí)儲(chǔ)能裝置1已經(jīng)充滿電，若此時(shí)監(jiān)控單元檢測(cè)到波浪發(fā)電裝置出現(xiàn)尖峰輸出功率，則遠(yuǎn)程在線充放電系統(tǒng)就會(huì)下達(dá)充電指令，使儲(chǔ)能裝置3開(kāi)啟間歇性快速充電模式，降低裝置的高峰負(fù)荷，平滑負(fù)荷曲線，增加負(fù)荷率；

填谷模式：

該模式下波浪發(fā)電裝置輸出功率P＜P₂＜P₁，此時(shí)儲(chǔ)能裝置1已經(jīng)充滿電，若此時(shí)監(jiān)控單元檢測(cè)到波浪發(fā)電裝置出現(xiàn)低谷輸出功率，則遠(yuǎn)程在線充放電系統(tǒng)就會(huì)下達(dá)放電指令，使儲(chǔ)能裝置3開(kāi)啟間歇性快速放電模式，提高裝置的低谷負(fù)荷，平滑負(fù)荷曲線，增加負(fù)荷率；

穩(wěn)定模式：

該模式下波浪發(fā)電輸出功率P₃＜P，此時(shí)供電電源由波浪發(fā)電裝置切換為儲(chǔ)能裝置1，監(jiān)控單元CPU下達(dá)放電指令，儲(chǔ)能裝置2為直流負(fù)載提供穩(wěn)定的輸出功率P，儲(chǔ)能裝置3進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，并且監(jiān)控單元CPU下達(dá)充電指令，令波浪發(fā)電裝置通過(guò)三端口DC-DC2對(duì)儲(chǔ)能裝置2進(jìn)行可調(diào)電壓充電；

備用模式：

該模式下波浪發(fā)電輸出功率P₃＜P，此時(shí)供電電源由儲(chǔ)能裝置1切換為儲(chǔ)能裝置2，監(jiān)控單元CPU下達(dá)放電指令，儲(chǔ)能裝置2為直流負(fù)載提供穩(wěn)定的輸出功率P，儲(chǔ)能裝置3進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，并且監(jiān)控單元CPU下達(dá)充電指令，令波浪發(fā)電裝置通過(guò)三端口DC-DC1對(duì)儲(chǔ)能裝置1進(jìn)行可調(diào)電壓充電。