[发明专利]飞轮储能与在线式工频双变换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工频双变换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；

与所述电源端和所述负载端耦合的双变换UPS装置，所述双变换UPS装置包括：交流-直流整流器、以及与所述交流-直流整流器耦合的直流-交流逆变器；

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飞轮储能装置，其被配置为当在所述市电和所述备用柴油发电机之间切换时，为所述负载提供负载所需功率；所述飞轮储能装置包括：与所述直流母线连接的直流-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，控制市电或备用柴油发电机对所述飞轮储能装置进行充电；以及

当所述输入电压小于或等于第二电压阈值时，控制飞轮储能装置放电以为所述负载提供所需功率。

2.根据权利要求1所述的飞轮储能与在线式工频双变换UPS集成系统，其特征在于，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。

3.根据权利要求2所述的飞轮储能与在线式工频双变换UPS集成系统，其特征在于，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工频双变换UPS集成系统，其特征在于，所述双变换UPS装置还包括设于所述直流母线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-交流双向变换器和双变换UPS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工频双变换UPS集成系统，其特征在于，所述双变换UPS装置还包括UPS控制器；

所述UPS控制器被配置为执行如下步骤：

当所述输入电压大于或等于上限电压阈值时，控制所述第一直流开关断开，以使所述双变换UPS装置与所述飞轮储能装置去耦。

6.一种权利要求1至5任一项所述的飞轮储能与在线式工频双变换UPS集成系统的控制方法，其特征在于，该控制方法包括：

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，控制市电或备用柴油发电机对所述飞轮储能装置进行充电；以及

当所述输入电压小于或等于第二电压阈值时，控制飞轮储能装置放电以为所述负载提供所需功率。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述“当所述输入电压大于或等于第一电压阈值时，控制市电或备用柴油发电机对所述飞轮储能装置进行充电”的步骤包括：

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。