[发明专利]船用复合储能单元的能量管理系统和方法

摘要

本发明公开了船用复合储能单元的能量管理系统，它的第一电流和电压采样模块采集负载电机电流和电压，第一电流和电压采样模块的采集数据输出端连接PI调节器的第一数据输入端，第二电流和电压采样模块采集发电机组的电流和电压，第二电流和电压采样模块的采集数据输出端连接比例积分调节器的第二数据输入端，比例积分调节器的输出端连接数字信号处理控制模块的反馈信号输入端，数字信号处理控制模块分别连接第一DC/DC转化器和第二DC/DC转化器的控制端，发电机组的电源输出端通过整流器连接直流母线，负载电机通过双向逆变器连接直流母线，数字信号处理控制模块连接双向逆变器的控制信号输入端。本发明能使发电机组的工作状态处于最佳能效状态。

主权项

1.一种利用船用复合储能单元的能量管理系统的能量管理方法，船用复合储能单元的能量管理系统包括复合储能单元(7)，该复合储能单元(7)包括电容组(8)、蓄电池组(9)、第一DC/DC转化器(10)、第二DC/DC转化器(11)，所述电容组(8)的电源接口通过第一DC/DC转化器(10)连接直流母线(12)，蓄电池组(9)的电源接口通过第二DC/DC转化器(11)连接直流母线(12)，其特征在于：它还包括整流器(1)、双向逆变器(2)、第一电流和电压采样模块(3)、第二电流和电压采样模块(4)、比例积分调节器(5)和数字信号处理控制模块(6)，其中，所述第一电流和电压采样模块(3)用于实时采集负载电机(13)的工作电流和工作电压，第一电流和电压采样模块(3)的采集数据输出端连接比例积分调节器(5)的第一数据输入端，第二电流和电压采样模块(4)用于实时采集发电机组(14)的输出电流和输出电压，第二电流和电压采样模块(4)的采集数据输出端连接比例积分调节器(5)的第二数据输入端，比例积分调节器(5)的输出端连接数字信号处理控制模块(6)的反馈信号输入端，数字信号处理控制模块(6)的DC/DC转化控制信号输出端分别连接第一DC/DC转化器(10)和第二DC/DC转化器(11)的控制端，发电机组(14)的电源输出端通过整流器(1)连接直流母线(12)，负载电机(13)的电能通道通过双向逆变器(2)连接直流母线(12)，数字信号处理控制模块(6)的双向逆变器控制信号输出端连接双向逆变器(2)的控制信号输入端；利用船用复合储能单元的能量管理系统的能量管理方法，包括如下步骤：步骤1：第一电流和电压采样模块(3)实时采集负载电机(13)的工作电流和工作电压，第二电流和电压采样模块(4)实时采集发电机组(14)的输出电流和输出电压，第一电流和电压采样模块(3)和第二电流和电压采样模块(4)将采集到的电流和电压数据传输给比例积分调节器(5)；步骤2：比例积分调节器(5)将负载电机(13)的功率与发电机组(14)的功率进行比较：当负载电机(13)的功率小于发电机组(14)的功率时，数字信号处理控制模块(6)控制双向逆变器(2)处于逆向工作状态，数字信号处理控制模块(6)控制第一DC/DC转化器(10)和第二DC/DC转化器(11)工作在Buck状态，把直流母线(12)中多余的电能通过对应的电容组(8)、蓄电池组(9)储存；当负载电机(13)的功率大于发电机组(14)的功率时，数字信号处理控制模块(6)控制双向逆变器(2)处于正向工作状态，数字信号处理控制模块(6)控制第一DC/DC转化器(10)和第二DC/DC转化器(11)工作在Boost状态，电容组(8)和蓄电池组(9)中的能量释放到直流母线(12)中，再通过双向逆变器(2)提供给负载电机(13)；当负载电机(13)的功率等于发电机组(14)的功率时，二者比较后的值为零，这时数字信号处理控制模块(6)只控制双向逆变器(2)处于正向工作状态，并通过控制第一DC/DC转化器(10)和第二DC/DC转化器(11)使电容组(8)和蓄电池组(9)处于不工作状态；步骤3：当船舶制动时，负载电机(13)处于再生制动状态，负载电机(13)发电，数字信号处理控制模块(6)控制双向逆变器(2)处于逆向工作状态，电容组(8)和蓄电池组(9)储存能量，从而起到对发电机组(14)和船舶电网的调节作用。