[发明专利]飞轮储能与在线式高频双变换UPS集成系统、控制方法

权利要求书

1.一种飞轮储能与在线式高频双变换UPS集成系统，其特征在于，该集成系统包括：与备用柴油发电机和市电连接的电源端、与负载连接的负载端、设于所述电源端和所述负载端之间的在线双变换式UPS高频装置、以及与所述在线双变换式UPS高频装置连接的飞轮储能装置；

所述在线双变换式UPS高频装置包括：交流-直流整流器、与所述交流-直流整流器耦合的直流-交流逆变器、高压侧耦合于所述交流-直流整流器和所述直流-交流逆变器之间的直流母线的直流-直流双向变换器、和与所述直流-直流双向变换器连接的UPS控制器，所述UPS控制器用于根据所述直流母线电压控制所述直流-直流双向变换器的运行状态；

所述飞轮储能装置包括：与所述直流-直流双向变换器的低压侧连接的直流-交流双向变换器、与所述直流-交流双向变换器连接的飞轮储能单元、和与所述直流-交流双向变换器和所述飞轮储能单元均连接的飞轮控制器，所述飞轮控制器用于根据所述飞轮储能装置输入端的输入电压控制所述飞轮储能装置的运行状态。

2.根据权利要求1所述的飞轮储能与在线式高频双变换UPS集成系统，其特征在于，所述UPS控制器被配置为执行如下步骤：不间断的监测所述直流母线电压；当所述直流母线电压大于或等于第三电压阈值时，控制所述直流-直流双向变换器的功率流向为由高压侧流向低压侧；当所述直流母线电压小于或等于第四电压阈值时，控制所述直流-直流双向变换器的功率流向为由低压侧流向高压侧；

所述飞轮控制器被配置为执行如下步骤：不间断的监测所述飞轮储能装置输入端的输入电压；当所述输入电压大于或等于第一电压阈值时，对所述飞轮储能装置进行充电；当所述输入电压小于或等于第二电压阈值时，控制飞轮储能装置进行放电。

3.根据权利要求2所述的飞轮储能与在线式高频双变换UPS集成系统，其特征在于，所述UPS控制器还被配置为执行如下步骤：当所述直流母线电压大于第四电压阈值且小于第三电压阈值时，控制所述直流-直流双向变换器停止功率变换；

所述飞轮储能单元包括：用于储存能量的飞轮本体；与所述飞轮本体连接的电机；

所述飞轮控制器被配置为执行如下步骤：不间断的监测所述飞轮储能装置输入端的输入电压；当所述输入电压大于或等于第一电压阈值时，控制所述直流-交流双向变换器的功率流向为由直流侧流向交流侧，控制电机工作模式为电动机模式，驱动飞轮本体旋转，将电能转换为动能；当所述输入电压小于或等于第二电压阈值时，控制所述直流-交流双向变换器的功率流向为由交流侧流向直流侧，控制电机工作模式为发电机模式，飞轮本体的惯性驱动发电机转子旋转，将动能转换为电能；当所述输入电压大于第二电压阈值且小于第一电压阈值时，控制所述直流-交流双向变换器停止功率变换，控制飞轮储能装置进入待机状态。

4.根据权利要求2所述的飞轮储能与在线式高频双变换UPS集成系统，其特征在于，所述在线双变换式UPS高频装置还包括设于所述直流-直流双向变换器和飞轮储能装置之间的第一直流开关；和/或

所述飞轮储能装置还包括设于直流-交流双向变换器和在线双变换式UPS高频装置之间的第二直流开关。

5.根据权利要求4所述的飞轮储能与在线式高频双变换UPS集成系统，其特征在于，所述UPS控制器还被配置为执行如下步骤：当所述直流母线电压大于或等于第一上限电压阈值时，控制所述第一直流开关断开，以使所述在线双变换式UPS高频装置与所述飞轮储能装置去耦；和/或

所述飞轮控制器还被配置为执行如下步骤：当所述输入电压大于或等于第二上限电压阈值时，控制所述第二直流开关断开，以使所述在线双变换式UPS高频装置与所述飞轮储能装置去耦。