[发明专利]飞轮储能两级功率变换系统及控制方法

权利要求书

1.一种飞轮储能两级功率变换系统，其特征在于，该系统包括：

与直流电网连接的第一端；

与飞轮储能装置连接的第二端；

设于所述第一端和所述第二端之间依次连接的第一级功率变换单元、第二级功率变换单元，所述第一级功率变换单元包括用于直流-直流转换的第一双向变流器、第一控制器，所述第一级功率变换单元被配置为对所述直流电网与所述第二级功率变换单元之间的功率进行变换，所述第二级功率变换单元包括用于直流-交流相互转换的第二双向变流器、与所述第一控制器通信连接的第二控制器，所述第二级功率变换单元被配置为对所述第一级功率变换单元与所述飞轮储能装置之间的功率进行变换；

所述第一控制器被配置为执行如下步骤：实时监测直流母线电压，根据所述直流母线电压控制第一双向变流器的运行状态；或接收外部指令，根据外部指令控制第一双向变流器的运行状态，所述外部指令包括充电指令和放电指令，当所述第一控制器接收充电指令时或当所述直流母线电压大于或等于第一充电电压阈值时，所述第一控制器控制所述第一双向变流器的功率方向从高压侧流向低压侧；当所述第一控制器接收放电指令时或当所述直流母线电压小于或等于第一放电电压阈值时，控制所述第一双向变流器的功率方向从低压侧流向高压侧；

所述第二控制器被配置为执行如下步骤：实时获取第一控制器的运行状态，不间断监测所述第二双向变流器的直流侧电压，根据所述直流侧电压控制所述飞轮储能装置进行充电或放电，当所述第一控制器控制所述第一双向变流器的功率方向从高压侧流向低压侧时，当所述第二控制器监测到所述第二双向变流器的直流侧电压大于或等于第二充电电压阈值时，控制所述飞轮储能装置充电；当所述第一控制器控制所述第一双向变流器的功率方向从低压侧流向高压侧时，当所述第二控制器监测到所述第二双向变流器的直流侧电压小于或等于第二放电电压阈值时，控制所述飞轮储能装置放电。

2.根据权利要求1所述的飞轮储能两级功率变换系统，其特征在于，所述直流电网与所述第一级功率变换单元之间、所述第一级功率变换单元与所述第二级功率变换单元之间均通过直流母线连接，所述第二级功率变换单元与所述飞轮储能装置之间通过三相交流线连接，所述直流电网与所述第一级功率变换单元之间设有第一直流断路器，所述第一级功率变换单元与所述第二级功率变换单元之间设有第二直流断路器。

3.根据权利要求2所述的飞轮储能两级功率变换系统，其特征在于，所述第一双向变流器包括：第一变流模块和第一滤波电容，所述第二双向变流器包括：第二变流模块和第二滤波电容。

4.根据权利要求3所述的飞轮储能两级功率变换系统，其特征在于，所述第一级功率变换单元还包括：设于第一直流断路器输出端与所述第一双向变流器之间的第一预充回路、设于第一直流断路器输入端与所述第一双向变流器之间的第一保护电路，所述第一预充回路与所述第一双向变流器之间设有第一电感。

5.根据权利要求4所述的飞轮储能两级功率变换系统，其特征在于，所述第二级功率变换单元还包括：设于第二直流断路器输出端与所述第二双向变流器之间的第二预充回路、设于所述第一直流断路器输入端与所述第二双向变流器之间的第二保护电路。