[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

说明书

本发明涉及系统集成技术领域，具体涉及一种飞轮储能与在线式工频双变换UPS集成系统及其控制方法。该集成系统包括：电源端、负载端、双变换UPS装置和飞轮储能装置。本发明的集成系统及其控制方法，双变换UPS装置和飞轮储能装置之间、备用柴油发电机和飞轮储能装置之间均无通信联系，简化了系统接线，降低了设备之间的依赖性，增强了双变换UPS装置和储能装置之间的兼容性；飞轮储能装置根据其输入端的输入电压在充电状态和放电状态之间调节，简化了系统控制的复杂程度，且基于上述调节方式，可以根据需要增加储能装置的数量，系统具有良好的可扩展性。

技术领域

本发明涉及不间断电源系统技术领域，具体涉及一种飞轮储能与在线式工频双变换UPS集成系统及其控制方法。

背景技术

现有技术提供的磁悬浮飞轮储能UPS系统集成应用方法，飞轮电池系统需要和UPS装置通信，增加了控制系统的复杂度，增加了现场接线和调试的复杂度，增加了不同厂家设备之间兼容的难度；同时，飞轮储能装置需要和备用柴油发电机系统通信，增加了控制系统的复杂度，增加了现场接线和调试的复杂度，增加了不同厂家设备之间兼容的难度。

鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，提供一种新的飞轮储能与在线式工频双变换UPS集成系统及其控制方法成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种飞轮储能与在线式工频双变换UPS集成系统及其控制方法。

本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：

本发明第一方面提供了一种飞轮储能与在线式工频双变换UPS集成系统，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。

优选地，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。

优选地，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；