[发明专利]飞轮控制系统及控制方法

说明书

本发明实施例提供了一种飞轮控制系统及控制方法，其中，该系统包括公共交流母线、飞轮本体，以及与公共交流母线均连接的能量管理系统和变流系统；其中，能量管理系统与变流系统连接，变流系统与飞轮本体连接；能量管理系统用于获取公共交流母线输出的电信号，根据电信号触发变流系统对飞轮本体的充放电状态和/或充放电模式进行控制。通过一种一体化的飞轮控制系统可以实现电网侧电压电流在线监测并得出飞轮实时充放电控制功率，为飞轮充放电运行提供明确的控制指令和控制数据。

技术领域

本发明涉及供电系统技术领域，尤其是涉及一种飞轮控制系统及控制方法。

背景技术

根据现有的储能技术方案，其能量管理系统主要是针对电化学储能单元，电化学储能单元是一组恒压源，其充放电操作是一种被动的过程，能量管理系统只要与网侧储能变流器做交互即可，但是其存在能量密度较低的缺点，同时，当深度、快速、大功率放电时，会导致可用容量下降，且随着使用次数的增加，可用容量同样也会不断衰减，因此其使用寿命较短。

飞轮储能单元作为是一种电能和动能的转换装置，则可以在储能方面弥补电化学储能单元的不足，但是，现有运用飞轮储能单元的能量管理系统还不能科学的对飞轮储能单元进行控制，存在效率低下，能量分配不均等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种飞轮控制方法，可以实现电网侧电压电流在线监测并得出飞轮实时充放电控制功率，为飞轮充放电运行提供明确的控制指令和控制数据。

第一方面，本发明实施例提供了一种飞轮控制系统，其中，包括公共交流母线、飞轮本体，以及与公共交流母线均连接的能量管理系统和变流系统；其中，能量管理系统与变流系统连接，变流系统与飞轮本体连接；能量管理系统用于获取公共交流母线输出的电信号，根据电信号触发变流系统对飞轮本体的充放电状态和/或充放电模式进行控制。

进一步地，能量管理系统包括电信号传感器和能量管理器；其中，电信号传感器与公共交流母线连接，能量管理器与变流系统连接；电信号传感器用于获取公共交流母线输出的电信号；能量管理器用于根据电信号生成对应的触发信号，以触发变流系统对飞轮本体的充放电状态和/或充放电模式进行控制。

进一步地，电信号传感器还包括电压传感器和电流传感器；电压传感器用于获取公共交流母线的电压信号；电流传感器用于获取公共交流母线的电流信号。

进一步地，变流系统包括飞轮管理器和变流器；变流器与公共交流母线、飞轮本体和飞轮管理器均连接；飞轮管理器还与能量管理系统中的能量管理器连接；其中，飞轮管理器用于响应能量管理系统所发出的触发信号，并生成对应的飞轮充放电功率指令，以控制飞轮本体的充放电状态和/或充放电模式。

进一步地，变流器包括网侧子变流器和机侧子变流器；网侧子变流器和机侧子变流器依次连接，且设置在公共交流母线和飞轮本体的通路上；其中，机侧子变流器的交流测与飞轮本体连接，机侧子变流器的直流侧与网侧子变流器的直流侧连接，网侧子变流器的交流测连接至公共交流母线。

进一步地，变流系统中的机侧交流子变流器还用于获取飞轮本体的转速，并生成对应的转速信号，并发送至飞轮管理器；飞轮管理器还用于判断飞轮本体的转速是否介于预设的阈值区间；如果是，则响应触发信号并生成对应的飞轮充放电功率指令。

进一步地，能量管理器与飞轮管理器通过高速以太网通讯连接；机侧子变流器与飞轮管理器通过高速光纤通讯连接。

第二方面，本发明实施例提供了一种飞轮控制方法，其中，该方法应用于上述任一项的飞轮控制系统，方法包括：获取公共交流母线的电信号；根据电信号生成对应的触发信号，以触发变流系统对飞轮本体的充放电状态和/或充放电模式进行控制。

进一步地，根据电信号生成对应的触发信号，包括：判断电信号是否大于预设的电信号阈值；如果是，则生成变流系统发出飞轮充电指令的触发信号。