[发明专利]一种储能飞轮并联阵列系统的控制方法

权利要求书

1.一种储能飞轮并联阵列系统的控制方法，其特征在于：所述储能飞轮并联阵列系统包括储能飞轮、一体化飞轮储能变流器、并网开关、EtherCAT总线和公共交流母线；储能飞轮通过一体化飞轮储能变流器与并网开关连接到公共交流母线，储能飞轮阵列是将多个储能飞轮并联到公共交流母线，飞轮阵列的每个一体化飞轮储能变流器通过EtherCAT总线进行连接形成通讯网络；每个一体化飞轮储能变流器通过EtherCAT总线同时接收上级系统下发的指令，上电后每个飞轮的一体化飞轮储能变流器自检测系统健康状态并自动进行悬浮。

2.根据权利要求1所述的一种储能飞轮并联阵列系统的控制方法，其特征在于：

每台储能飞轮的一体化飞轮储能变流器通过EtherCAT总线接收到上级系统充放电命令后，根据系统级的诊断，判断当前飞轮阵列整体状况，所判断状态包括每台飞轮储电量、充放电控制系统状态、磁悬浮轴承状态、真空系统状态、环境温湿度状态、交直流母线状态、并网开关状态，满足状态的条件下，飞轮阵列根据上一级充放电指令实现充放电控制或通过检测母线电压实现自动充放电控制。

3.根据权利要求1所述的一种储能飞轮并联阵列系统的控制方法，其特征在于：

所述储能飞轮并联阵列系统工作过程分为三种状态：状态一，充电模式；状态二、放电模式；状态三，待机模式，根据一体化飞轮储能变流器会检测每台飞轮的当前转速确定当前工作状态。

4.根据权利要求1所述的一种储能飞轮并联阵列系统的控制方法，其特征在于：

所述储能飞轮并联阵列系统的状态一为充电模式，飞轮阵列接收到上级系统下发的充电命令或检测到母线电压高于充电阈值时，一体化飞轮储能变流器会检测每台飞轮的当前转速，得知每台飞轮的当前电量，如果每台飞轮的当前转速相同，说明每台飞轮的当前电量相同，那么每台飞轮的一体化飞轮储能变流器就会按照额定功率将飞轮充电至额定转速，即满电状态；否则，如果检测到每台飞轮的当前转速不同，说明每台飞轮的当前电量不同，根据按照每台飞轮的实际电量，系统加权分配充电功率给每台飞轮，使每台飞轮的电量快速均衡，并同步加速到额定转速，完成充电。

5.根据权利要求3所述的一种储能飞轮并联阵列系统的控制方法，其特征在于：

所述储能飞轮并联阵列系统的状态二为放电模式，飞轮阵列接收到上级系统下发的放电命令或检测到母线电压低于放电阈值时，一体化飞轮储能变流器会检测每台飞轮的当前转速，判断阵列中每台飞轮转速，如果每台飞轮转速相同则说明每台飞轮电量一致，每台飞轮按照等功率放电至放电完成。

6.根据权利要求5所述的一种储能飞轮并联阵列系统的控制方法，其特征在于：

假设每台飞轮转速不相同，说明每台飞轮的当前电量不同，由冒泡算法，求出阵列中所有飞轮中速度最大值ω_max和速度最小值ω_min做差后，再与额定转速ω_额定做除法，计算出的结果如果大于等于设定值A，则说明其中有一台飞轮转速过低，阵列无法正常完成放电工作，上报系统故障，停机检修；否则如果阵列中有飞轮中速度最大值ω_max和速度最小值ω_min做差后，再与额定转速ω_额定做除法的值在设定值A和B之间，说明其中有一台飞轮转速相比系统中其他飞轮低，为满足系统放电需求，飞轮阵列采取降额运行，一体化飞轮储能变流器按照实际电量加权分配放电功率，直至放电完成，所述A、B的值是设置的阈值，分别用来表示飞轮本体故障阈值的上、下限。