【技术实现步骤摘要】
飞轮储能系统、控制方法、控制装置和可读存储介质
[0001]本专利技术涉及储能系统
,具体而言,涉及飞轮储能系统、控制方法、控制装置和可读存储介质。
技术介绍
[0002]目前,城市轨道交通发展迅速。城市轨道交通基本采用直流1500V或750V供电制式,实现列车的牵引供电。列车制动时,先采用再生制动实现电能到直流供电网的回馈,列车所产生的制动能量相当可观,可供相邻列车牵引使用。但当发车密度不高以及回馈能量不能被相邻列车完全吸收时,会使得直流牵引网过压,甚至超出正常电压范围,影响轨道交通系统安全运行。针对再生能量制动带来的问题,可采用电阻能耗、逆变回馈、储能系统等几种方案解决。
[0003]电阻能耗方式,通过地面或车载制动电阻的消耗,实现制动能量的吸收。但是该方式属于能源的浪费,同时产生量大量的热,造成环境温度升高,并带来额外的降温能耗。
[0004]逆变回馈方式,将直流母线电压逆变,并经变压器隔离回馈给交流中低压电网,具有节能和一定的稳压作用,但是逆变回馈方式功率较高,属于短时工作制式,会对交流电网造成一定干扰。
[0005]飞轮储能方式,作为物理储能,具有功率密度高、安全性好、长寿命、环境适应性好等优点,非常适合于轨道交通储能系统。当前飞轮储能系统功率等级主流产品为200~333kW,如果用于地铁,需要多台飞轮阵列并机使用,造成了系统占地体积大、成本高、并机控制复杂等问题。
技术实现思路
[0006]本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的系统占地体积大、成本高 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种飞轮储能系统,其特征在于,包括:多相变流器,所述多相变流器的直流侧与供电电网相连;飞轮储能本体,所述飞轮储能本体包括多相电机,所述多相电机与所述多相变流器的交流侧相连;传感器,设置在所述多相变流器的直流侧与所述供电电网之间,所述传感器用于采集所述供电电网的母线电压;控制器,分别与所述飞轮储能本体、所述多相变流器和所述传感器相连接,所述控制器用于根据所述母线电压确定所述飞轮储能系统的控制模式,基于所述飞轮储能系统处于不同的控制模式,将所述母线电压与不同的电压阈值进行比较,并根据比较结果对所述多相变流器和所述多相电机进行相应的控制。2.根据权利要求1所述的飞轮储能系统,其特征在于,所述控制器用于基于所述飞轮储能系统处于不同的控制模式,将所述母线电压与不同的电压阈值进行比较,并根据比较结果对所述多相变流器和所述多相电机进行相应的控制的步骤,具体包括:基于所述飞轮储能系统处于充电控制模式,将所述母线电压与第一电压上升阈值、第二电压上升阈值、第三电压上升阈值进行比较;基于所述母线电压大于或等于所述第一电压上升阈值,且小于所述第二电压上升阈值,控制所述多相变流器启动直流
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交流三相变换模式,控制所述多相电机启动三相运行模式,并提升所述多相变流器的输出功率至第一功率,以提升所述多相电机的转速;基于所述母线电压大于或等于所述第二电压上升阈值,且小于所述第三电压上升阈值,控制所述多相变流器启动直流
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交流六相变换模式,控制所述多相电机启动六相运行模式,并提升所述多相变流器的输出功率至第二功率,以加速提升所述多相电机的转速;基于所述母线电压大于或等于所述第三电压上升阈值,控制所述多相变流器启动直流
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交流六相变换模式,控制所述多相电机启动六相运行模式,并提升所述多相变流器的输出功率至额定功率,以加速提升所述多相电机的转速。3.根据权利要求2所述的飞轮储能系统,其特征在于,所述控制器用于基于所述飞轮储能系统处于不同的控制模式,将所述母线电压与不同的电压阈值进行比较,并根据比较结果对所述多相变流器和所述多相电机进行相应的控制的步骤,具体还包括:基于所述飞轮储能系统处于放电控制模式,将所述母线电压与第一电压下降阈值、第二电压下降阈值、第三电压下降阈值进行比较;基于所述母线电压小于或等于所述第一电压下降阈值,且大于所述第二电压下降阈值,控制所述多相变流器启动交流
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直流三相变换模式,控制所述多相电机启动三相运行模式,并提升所述多相变流器的输出功率至所述第一功率,以降低所述多相电机的转速;基于所述母线电压小于或等于所述第二电压下降阈值,且大于所述第三电压下降阈值,控制所述多相变流器启动交流
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直流六相变换模式,控制所述多相电机启动六相运行模式,并提升所述多相变流器的输出功率至所述第二功率,以加速降低所述多相电机的转速;基于所述母线电压小于或等于所述第三电压下降阈值,控制所述多相变流器启动交流
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直流六相变换模式,控制所述多相电机启动六相运行模式,并提升所述多相变流器的输出功率至所述额定功率,以加速降低所述多相电机的转速。4.根据权利要求3所述的飞轮储能系统,其特征在于,所述控制器用于根据所述母线电
压确定所述飞轮储能系统的控制模式的步骤,具体包括:将所述母线电压与所述第一电压上升阈值、所述第一电压下降阈值进行比较;基于所述母线电压大于或等于第一电压上升阈值,所述飞轮储能系统进入所述充电控制模式;基于所述母线电压小于或等于第一电压下降阈值,所述飞轮储能系统进入所述放电控制模式;基于所述母线电压大于所述第一电压下降阈值,小于所述第一电压上升阈值,所述飞轮储能系统进入待命模式。5.根据权利要求1所述的飞轮储能系统,其特征在于,所述多相电机包括六相电机;所述多相变流器包括六相变流器。6.根据权利要求1所述的飞轮储能系统,其特征在于,所述飞轮储能本体的功率等级范围为:1MW至4MW;所述多相变流器的功率等级范围为:1MW至4MW。7.根据权利要求1至6中任一项所述的飞轮储能系统,其特征在于,还包括:开关元件,设置在所述供电电网与所述多相变流器的直流侧之间。8.根据权利要求7所述的飞轮储能系统,其特征在于,所述飞轮储能本体,还包括电阻,所述电阻设置在所述多相电机与所述多相变流器之间;所述控制器,与所述电阻相连接,所述控制器用于响应于预设信息,控制所述飞轮储能系统进入放电控制模式;...
【专利技术属性】
技术研发人员:蔡华,毛凯,马逊,韦克康,杨光,柳伟,杨志鸿,王兆晖,周皓楠,李萍,
申请(专利权)人:中国航天科工飞航技术研究院中国航天海鹰机电技术研究院,
类型:发明
国别省市:
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