[发明专利]一种飞轮储能系统及其控制方法

权利要求书

1.一种飞轮储能系统，所述飞轮储能系统包括两个三相电压型PWM变流器、LCL滤波器和直流支撑电容；其特征在于，所述两个三相电压型PWM变流器通过直流母线上并联的直流支撑电容相互连接，其中一个三相电压型PWM变流器通过输出LCL滤波器与电网侧连接，另一个三相电压型PWM变流器与永磁同步电机连接，用于对永磁同步电机的定子电枢绕组供电。

2.如权利要求1所述的飞轮储能系统，其特征在于，在两个三相电压型PWM变流器之间设置有泄放回路，用于防止永磁同步电机处于发电状态时，三相电压型PWM变流器出现故障导致直流母线电压泵升，造成直流支撑电容损坏；所述泄放回路由串联的IGBT模块和泄放电阻组成；所述IGBT模块由IGBT器件以及与其反并联的二极管组成。

3.如权利要求1所述的飞轮储能系统，其特征在于，所述两个三相电压型PWM变流器均包括三相六桥臂，每个桥臂均由IGBT模块组成；所述IGBT模块由IGBT器件以及与其反并联的二极管组成；所述LCL滤波器包括电网侧电感L_g和变流器侧电感L_r、交流滤波电容C_f和阻尼电阻R_d；所述电网侧电感L_g和变流器侧电感L_r串联；所述交流滤波电容C_f的三相分别与电网侧电感L_g和变流器侧电感Lr之间的公共端连接；所述交流滤波电容C_f的三相与阻尼电阻R_d的三相分别对应连接。

4.如权利要求1所述的飞轮储能系统，其特征在于，在电网侧三相电压型PWM变流器连接有预充电回路和主接触器；所述预充电回路与主接触器并联；所述预充电回路由三相接触器-电阻串联支路组成；所述接触器-电阻串联支路由串联的接触器和电阻组成；所述预充电回路用于抑制上电时的电流冲击，其中电阻用于限制预充电电流，避免对飞轮储能系统造成冲击；所述主接触器为三相主接触器，分别对应连接电网侧三相电压型PWM变流器的三相。

5.如权利要求1所述的飞轮储能系统，其特征在于，所述飞轮储能系统包括霍尔传感器以及硬件锁相电路，所述霍尔传感器以及硬件锁相电路均与两个三相电压型PWM变流器连接。

6.一种如权利要求1-5所述的飞轮储能系统的控制方法，所述控制方法包括电网侧三相电压型PWM变流器控制策略和电机侧三相电压型PWM变流器控制策略，其特征在于，所述控制方法基于复矢量PI电流调节器的控制实现；所述电网侧三相电压型PWM变流器控制策略采用的是直接电流控制中的电网电压定向控制策略；所述电机侧三相电压型PWM变流器控制策略采用的是弱磁控制策略，综合矢量控制中的最大转矩电流比MTPA控制与基于负i_d补偿法弱磁控制。