[发明专利]一种用于船舶MVDC综合电力推进系统的储能模块自动充放电方法

摘要

本发明涉及一种用于船舶MVDC综合电力推进系统的储能模块自动充放电方法。本发明通过检测直流母线电压信号，根据直流母线电压阈值确定储能模块充放电的状态，实现储能模块的自动充放电功能。本发明仅通过检测直流母线电压信号，根据直流母线电压阈值确定储能模块充放电的状态，不仅能够实现储能模块的自动充放电功能，并且能够解决船舶MVDC综合电力推进系统运行中需要维持稳定的直流母线电压的问题，具有对通信需求低和模块独立控制的优点。

主权项

1.一种用于船舶MVDC综合电力推进系统的储能模块自动充放电方法，通过检测直流母线电压信号，根据直流母线电压阈值确定储能模块充放电的状态，实现储能模块的自动充放电功能，其特征在于，根据直流母线电压阈值确定储能模块充放电的状态包括：定义直流母线电压偏差度ε：其中，V_dc为直流母线电压测量值，为直流母线电压参考值；根据直流母线电压性能指标的要求，以|ε|＝3％和|ε|＝5％为界限，将系统分为以下几个运行状态：状态1：|ε|＜3％，系统内的负载需求由各发电单元供给，在该状态下，发电管理通过协调各发电单元的输出功率维持系统内的功率平衡；状态2：3％＜ε＜5％，此时系统中功率不足，需要储能单元放电向系统输出功率以保持直流母线电压平衡，储能管理通过监测直流母线电压V_dc的值和储能单元的荷电状态SOC，确定储能单元是否具备能力参与直流母线电压调节并确定储能单元的放电电流值；表明系统中功率不足，需要储能单元放电向系统输出功率以保持直流母线电压平衡，储能管理通过监测直流母线电压V_dc的值和储能单元的荷电状态SOC，确定储能单元是否具备能力参与直流母线电压调节以及如果可以则确定储能单元的放电电流值；状态3：‑5％＜ε＜‑3％，表明系统中存在过剩的功率且仅依靠发电管理不足以维持直流母线电压在规定范围内，需要储能单元充电吸收过多的功率，储能管理通过监测直流母线电压V_dc的值和储能单元的荷电状态SOC，确定储能单元是否具备能力参与直流母线电压调节以及如果可以则确定储能单元的充电电流值；状态4：|ε|＞5％，发电管理与储能管理不足以维持直流母线电压在规定范围内，通过增加或减少负载以平衡系统功率；所述的储能模块通过充/放电操作平衡系统短期的功率波动，利用荷电状态变量确定储能模块是否过度充/放电，设置当SOC<10％时，储能模块过度放电，不能进行放电操作；当SOC>90％时，储能模块过度充电，不能进行充电操作，将储能模块的充/放电策略分为主动充电、主动放电、被动充电和被动放电四种运行模式：1)主动充电：当直流母线电压偏差度|ε|＜1％并保持一段时间T，储能模块荷电状态SOC<40％时，对储能模块进行主动充电，储能模块的荷电状态SOC将上升，当SOC数值达到50％或引起直流母线电压偏差度|ε|＞2％时，停止主动充电；2)主动放电：当直流母线电压偏差度|ε|＜1％并保持一段时间，储能模块荷电状态SOC>60％时，控制储能模块向电网主动放电，储能模块的荷电状态SOC将下降，当SOC数值达到50％或引起直流母线电压偏差度|ε|＞2％时，停止主动放电；3)被动充电：当直流母线电压偏差度ε＜‑3％，储能模块荷电状态SOC<80％时，控制储能模块进行被动充电，储能模块的荷电状态SOC将上升，当|ε|＜1％并保持一段时间或SOC>90％时，停止被动充电；4)被动放电：当直流母线电压偏差度ε＞3％，储能模块荷电状态SOC>20％时，控制储能模块向电网被动放电，储能模块的荷电状态SOC将下降，当|ε|＜1％并保持一段时间或SOC<10％时停止被动放电。