[发明专利]一种用于有轨电车混合储能系统的能量控制方法

说明书

本发明涉及一种用于有轨电车混合储能系统的能量控制方法，包括：控制器根据上电信号获取超级电容器和锂电池的状态信息；当超级电容器和锂电池的状态均为正常时，控制器生成第一闭合指令；预充电电容充电完成后，变换器生成第一反馈信号；控制器根据第一反馈信号生成第二闭合指令；当监测到第四接触器闭合后，控制器生成第一开启指令；当监测到第二接触器断开后，控制器生成初始化完成信号；变换器的处理单元根据初始化完成信号获取超级电容器两端的第一电流数据、超级电容器两端的第一电压数据、变换器侧的第二电流数据，确定超级电容器和锂电池的实际输出功率或者实际吸收能量，或者控制变换器停止工作。

技术领域

本发明涉及电力系统储能技术领域，尤其涉及一种用于有轨电车混合储能系统的能量控制方法。

背景技术

近年来，有轨电车发展迅猛，给人们的出行带来了很大的方便。但是有轨电车频繁的启动与制动状态会导致牵引电压的起伏，不利于列车的安全运行，还会严重影响供电质量。

应用于有轨电车的储能设施有很多，可分为两种类型：能量类型和功率类型。蓄电池的能量密度比较大，可以满足系统对于高能量的要求，但是其内部进行的是电化学反应，故功率密度较低、响应速度较慢。超级电容器内部进行的是物理变化，功率密度大、响应速度快，但其能量密度比较低。单一的储能元件无法同时满足系统对于高功率和高能量的需求。

锂电池和超级电容器混合储能方案开始出现，用以稳定输出功率，降低并网功率波动性，进而维持有轨电车的安全稳定运行。但是，该方案存在的问题是无法合理分配锂电池和超级电容器的储能系统功率，导致了储能系统易出现过充过放的问题，引发了储能设备折损，降低了储能设备使用寿命，甚至引发储能设备故障，降低储能设备的经济性和安全性，进而危害有轨电车供应的稳定性，安全性。

综上所述，针对储能系统的过充过放的问题，当前缺少针对混合储能方案有效的功率分配方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种用于有轨电车混合储能系统的能量控制方法，避免锂电池和超级电容器组成的混合储能系统过充过放，同时发挥了超级电容器和锂电池各自的优势特点，满足列车对系统储能的要求。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于有轨电车混合储能系统的能量控制方法，所述能量控制方法包括：

有轨电车的控制器根据接收到的上电信号获取与所述控制器连接的超级电容器和锂电池的状态信息，根据所述超级电容器的状态信息判断所述超级电容器的状态是否正常，根据所述锂电池的状态信息判断所述锂电池的状态是否正常；

当所述超级电容器和锂电池的状态均为正常时，所述控制器生成第一闭合指令，用以控制第一接触器、第二接触器依次闭合，使得超级电容器对变换器的预充电电容进行充电，并同时对有轨电车的负载供电；所述预充电电容充电完成后，所述变换器生成第一反馈信号；所述控制器根据所述第一反馈信号生成第二闭合指令，用以控制第三接触器、第四接触器依次闭合；当监测到所述第四接触器闭合后，所述控制器生成第一开启指令，用以控制所述第二接触器断开，使超级电容器和锂电池共同对有轨电车的负载供电；当监测到所述第二接触器断开后，所述控制器生成初始化完成信号；

所述变换器的处理单元根据所述初始化完成信号获取超级电容器两端的第一电流数据、超级电容器两端的第一电压数据、变换器侧的第二电流数据，并根据所述第一电流数据、第一电压数据、第二电流数据确定所述超级电容器和锂电池的实际输出功率或者实际吸收能量，或者控制所述变换器停止工作。

优选的，所述变换器的处理单元根据所述初始化完成信号获取超级电容器两端的第一电流数据、超级电容器两端的第一电压数据、变换器侧的第二电流数据，并根据所述第一电流数据、第一电压数据、第二电流数据确定所述超级电容器和锂电池的实际输出功率或者实际吸收能量，或者控制所述变换器停止工作具体包括：