一种可直接并联共用的直流侧储能系统技术方案

一种可直接并联共用的直流侧储能系统涉及电力电子技术领域。本发明专利技术由双向DC/DC变换器、电池、参数配置器、参数采集器和主控器组成；不仅可以配置充电时间表和放电时间表用以错开用电高峰，于用电低峰进行储能，而且通过对直流母线电压和电流的采集随时监控母线的稳态工作电压，确保在充电和放电的时间段都可以自动化的避免对原有系统的影响，本发明专利技术可以直接并联到直流母线使用，不改变原有备电装置和母线电路的使用状态。

【技术实现步骤摘要】
一种可直接并联共用的直流侧储能系统
本专利技术涉及电力电子

技术介绍
用电单位在将交流电转变为直流电对负载进行供电时，经常会根据负载的重要性在直流侧的母线上并联加上备电装置。备电装置的意义在于当市电供应出现断电的情况下对负载提供一定时间的电力。而在电价随用电高峰和用电低谷而有所差异的市场化电价运营的当下，有效的将电价的高峰和电价的低谷进行电力调配，使得用电单位在电费上带来效益，回避用电高峰的高电价，在用电低谷的低电价时点大量储存电力用来释放到用电高峰时的储能装置的需求逐步打开。传统的储能装置如专利号CN2018217475938，专利技术名称为一种新型储能备用电源装置，该专利包括与电网通过电路连接的用电负载和集成电池组,所述的集成电池组与电网之间连接双电源切换开关，所述集成电池组包括安装板，所述安装板上安装有锂离子电池组，所述锂离子电池组外设置有钢结构框架，所述钢结构框架外部设置有防护铅板，所述防护铅板围成的空间里面设置有通风散热装置。该技术放弃了常规UPS备用电源装置，改进了削峰填谷箱式储能系统，利用其削峰填谷的特性，不仅有效用的防止因事故而造成的瞬时停电，还节省峰值用电所带来的费用，即达到了生产成本的控制，也实现了对化工车间装置的安全生产。传统的储能装置本质上通过双电源切换开关进行控制，缺少在线自动切换的能力和不用改造现有备电设备就可以与现有的备电设备和电路结构的直流侧母线并联共用的能力。应用的现有技术说明AC/DC单向变换器为现有技术，是交流电转换为直流电的常用装置。双向DC/DC变换器为现有技术，一侧连接直流母线称为直流母线侧，另一侧连接电池称为电池侧，可以根据给定的电压目标值改变输出到直流母线侧的电压为电压目标值。备电装置可以为铅酸电池、锂电池或其它形式的储能载体或装置。鉴于现有技术的不足，本专利技术给出的一种可直接并联共用的直流侧储能系统，不仅可以配置充电时间表和放电时间表用以错开用电高峰，并于用电低峰进行储能，而且通过对直流母线电压和电流的采集随时监控母线的稳态工作电压，确保在充电和放电的时间段都可以自动化的避免对原有系统的影响，本专利技术可以直接并联到直流母线使用，不改变原有备电装置和母线电路的使用状态。
技术实现思路
鉴于现有技术的不足，实现本专利技术的一种可直接并联共用的直流侧储能系统由双向DC/DC变换器、电池、参数配置器、参数采集器和主控器组成；由参数配置器根据本专利技术所应用的场景配置直流母线额定电压值，直流母线额定电压值即直流母线带上负载正常工作时的标准电压值；由参数配置器根据直流母线额定电压值上浮若干百分点配置直流母线稳态上限电压，上浮的若干百分点由在上浮范围内负载和备电装置可保持长期稳定运行状态确定；由参数配置器根据直流母线额定电压值下浮若干百分点配置直流母线稳态下限电压，下浮的若干百分点由在下浮范围内负载和备电装置可保持长期稳定运行状态确定；由参数配置器输入控制调度周期，控制调度周期是时长类参数，控制调度周期是判断本专利技术工作状态和调整工作状态的周期；由参数配置器根据电池厂家的推荐值配置电池充电电流限值、电池充电电压限值和电池放电保护电压值；由参数配置器输入双向DC/DC变换器的额定功率和双向DC/DC变换器功率调节速度，由双向DC/DC变换器的生产方给定；由参数配置器输入充电时间表和放电时间表，充电时间表和放电时间表由用户根据电价时段确定后输入；由参数采集器实时采集直流母线端口实时电压、直流母线端口实时电流、电池端口实时电压、电池端口实时电流和系统时间；主控器判断系统时间在充电时间表和放电时间表中的位置，当系统时间处于充电时间表时，主控器进入充电状态；当系统时间处于放电时间表中时，主控器进入放电状态；1）当主控器进入充电状态时，主控器计算：当电池端口实时电压小于电池充电电压限值时，电池充电所需功率=电池端口实时电压*电池充电电流限值；当电池端口实时电压大于等于电池充电电压限值时，电池充电所需功率=电池充电电压限值*电池端口实时电流；电池实时充电功率=电池端口实时电压*电池端口实时电流；当直流母线端口实时电压小于直流母线稳态下限电压时，电池充电功率修正系数=0；当直流母线端口实时电压大于等于直流母线额定电压值，电池充电功率修正系数=1；当直流母线端口实时电压大于等于直流母线稳态下限电压且直流母线端口实时电压小于直流母线额定电压值时，电池充电功率修正系数=（直流母线端口实时电压-直流母线稳态下限电压）/（直流母线额定电压值-直流母线稳态下限电压）；当前电池充电功率目标值=电池充电所需功率*电池充电功率修正系数；双向DC/DC变换器功率给定值=电池实时充电功率+(当前电池充电功率目标值-电池实时充电功率)/充电功率调节步长系数；充电功率调节步长系数>=电池充电电流限值*电池充电电压限值/（控制调度周期*双向DC/DC变换器功率调节速度）；主控器将双向DC/DC变换器功率给定值发送给双向DC/DC变换器，双向DC/DC变换器根据DC/DC变换器功率给定值对电池进行充电；2）当主控器进入放电状态时，主控器计算：电池放电功率基准=双向DC/DC变换器的额定功率；电池实时放电功率=直流母线端口实时电压*直流母线端口实时电流；当直流母线端口实时电压大于等于直流母线稳态上限电压时，放电功率修正系数=0；当直流母线端口实时电压小于等于直流母线稳态上限电压时，放电功率修正系数=1；当直流母线稳态上限电压<直流母线端口实时电压<直流母线稳态上限电压时，放电功率修正系数=1-(直流母线端口实时电压-直流母线稳态上限电压)/(直流母线稳态上限电压-直流母线额定电压值)；当前放电功率目标值=电池放电功率基准*放电功率修正系数；双向DC/DC变换器功率给定值=电池实时放电功率+(当前电池放电功率目标值-电池实时放电功率)/放电功率调节步长系数；放电功率调节步长系数>=双向DC/DC变换器的额定功率/（控制调度周期*双向DC/DC变换器功率调节速度）；主控器将双向DC/DC变换器功率给定值发送给双向DC/DC变换器，双向DC/DC变换器根据DC/DC变换器功率给定值对电池进行充电；当主控器进入放电状态时以控制调度周期执行计算并向双向DC/DC变换器发送双向DC/DC变换器功率给定值。有益效果本专利技术的实现可以保证备电功能及特性不变，本专利技术可以单独控制，执行备电优先，储能次之的策略，可在原有系统上直接增加本专利技术的一种可直接并联共用的直流侧储能系统，实现快速，简单易行，适合推广。附图说明图1是本专利技术的结构示意图和应用示意图的合并图；图例A是本专利技术的一种可直接并联共用的直流侧储能系统；B是市电；C是AC/DC单向变换器；D是负载；E是备电装置；F是直流母线；1是双向DC/DC变换器；2是电池；3是参数配置器；4是参数采集器；5是主控器。...

【技术保护点】
1.一种可直接并联共用的直流侧储能系统，其特征在于由双向DC/DC变换器、电池、参数配置器、参数采集器和主控器组成；/n由参数配置器根据本专利技术所应用的场景配置直流母线额定电压值，直流母线额定电压值即直流母线带上负载正常工作时的标准电压值；由参数配置器根据直流母线额定电压值上浮若干百分点配置直流母线稳态上限电压，上浮的若干百分点由在上浮范围内负载和备电装置可保持长期稳定运行状态确定；由参数配置器根据直流母线额定电压值下浮若干百分点配置直流母线稳态下限电压，下浮的若干百分点由在下浮范围内负载和备电装置可保持长期稳定运行状态确定；/n由参数配置器输入控制调度周期；/n由参数配置器根据电池厂家的推荐值配置电池充电电流限值、电池充电电压限值和电池放电保护电压值；/n由参数配置器输入双向DC/DC变换器的额定功率和双向DC/DC变换器功率调节速度；/n由参数配置器输入充电时间表和放电时间表，充电时间表和放电时间表由用户根据电价时段确定后输入；/n由参数采集器实时采集直流母线端口实时电压、直流母线端口实时电流、电池端口实时电压、电池端口实时电流和系统时间；/n主控器判断系统时间在充电时间表和放电时间表中的位置，当系统时间处于充电时间表时，主控器进入充电状态；当系统时间处于放电时间表中时，主控器进入放电状态；/n1）当主控器进入充电状态时，主控器计算：/n当电池端口实时电压小于电池充电电压限值时，电池充电所需功率=电池端口实时电压*电池充电电流限值；当电池端口实时电压大于等于电池充电电压限值时，电池充电所需功率=电池充电电压限值*电池端口实时电流；/n电池实时充电功率=电池端口实时电压*电池端口实时电流；/n当直流母线端口实时电压小于直流母线稳态下限电压时，电池充电功率修正系数=0；当直流母线端口实时电压大于等于直流母线额定电压值，电池充电功率修正系数=1；当直流母线端口实时电压大于等于直流母线稳态下限电压且直流母线端口实时电压小于直流母线额定电压值时，电池充电功率修正系数=（直流母线端口实时电压-直流母线稳态下限电压）/ （直流母线额定电压值-直流母线稳态下限电压）；/n当前电池充电功率目标值=电池充电所需功率*电池充电功率修正系数；/n双向DC/DC变换器功率给定值=电池实时充电功率+(当前电池充电功率目标值-电池实时充电功率)/充电功率调节步长系数；充电功率调节步长系数>=电池充电电流限值*电池充电电压限值/（控制调度周期*双向DC/DC变换器功率调节速度）；/n主控器将双向DC/DC变换器功率给定值发送给双向DC/DC变换器，双向DC/DC变换器根据DC/DC变换器功率给定值对电池进行充电；/n2）当主控器进入放电状态时，主控器计算：/n电池放电功率基准=双向DC/DC变换器的额定功率；电池实时放电功率=直流母线端口实时电压*直流母线端口实时电流；/n当直流母线端口实时电压大于等于直流母线稳态上限电压时，放电功率修正系数=0；/n当直流母线端口实时电压小于等于直流母线稳态上限电压时，放电功率修正系数=1；/n当直流母线稳态上限电压<直流母线端口实时电压<直流母线稳态上限电压时，放电功率修正系数=1-(直流母线端口实时电压-直流母线稳态上限电压)/(直流母线稳态上限电压-直流母线额定电压值)；/n当前放电功率目标值=电池放电功率基准*放电功率修正系数；/n双向DC/DC变换器功率给定值=电池实时放电功率+(当前电池放电功率目标值-电池实时放电功率)/放电功率调节步长系数；放电功率调节步长系数>=双向DC/DC变换器的额定功率 /（控制调度周期*双向DC/DC变换器功率调节速度）；/n主控器将双向DC/DC变换器功率给定值发送给双向DC/DC变换器，双向DC/DC变换器根据DC/DC变换器功率给定值对电池进行充电；/n当主控器进入放电状态时以控制调度周期执行计算并向双向DC/DC变换器发送双向DC/DC变换器功率给定值。/n...

【技术特征摘要】
1.一种可直接并联共用的直流侧储能系统，其特征在于由双向DC/DC变换器、电池、参数配置器、参数采集器和主控器组成；
由参数配置器根据本发明所应用的场景配置直流母线额定电压值，直流母线额定电压值即直流母线带上负载正常工作时的标准电压值；由参数配置器根据直流母线额定电压值上浮若干百分点配置直流母线稳态上限电压，上浮的若干百分点由在上浮范围内负载和备电装置可保持长期稳定运行状态确定；由参数配置器根据直流母线额定电压值下浮若干百分点配置直流母线稳态下限电压，下浮的若干百分点由在下浮范围内负载和备电装置可保持长期稳定运行状态确定；
由参数配置器输入控制调度周期；
由参数配置器根据电池厂家的推荐值配置电池充电电流限值、电池充电电压限值和电池放电保护电压值；
由参数配置器输入双向DC/DC变换器的额定功率和双向DC/DC变换器功率调节速度；
由参数配置器输入充电时间表和放电时间表，充电时间表和放电时间表由用户根据电价时段确定后输入；
由参数采集器实时采集直流母线端口实时电压、直流母线端口实时电流、电池端口实时电压、电池端口实时电流和系统时间；
主控器判断系统时间在充电时间表和放电时间表中的位置，当系统时间处于充电时间表时，主控器进入充电状态；当系统时间处于放电时间表中时，主控器进入放电状态；
1）当主控器进入充电状态时，主控器计算：
当电池端口实时电压小于电池充电电压限值时，电池充电所需功率=电池端口实时电压*电池充电电流限值；当电池端口实时电压大于等于电池充电电压限值时，电池充电所需功率=电池充电电压限值*电池端口实时电流；
电池实时充电功率=电池端口实时电压*电池端口实时电流；
当直流母线端口实时电压小于直流母线稳态下限电压时，电池充电功率修正系数=0；当直流母线端口实时电压大于等于直流母线额定电压值，电池充电功率修正系数=1；当直流母线端口实时电压大于等于直流母线稳态下限电压且直流母线端口实时电压小于直...

【专利技术属性】
技术研发人员：项众起，吴小伟，
申请(专利权)人：深圳市福光动力通信设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44