多飞轮储能单元并联的飞轮阵列储能系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102751719102751719B(45)授权公告日2014.09.10(21)申请号201210237828.X刘文军.直流母线并联的飞轮储能阵列放电控制策略研究.《2011中国电工技术学会学术年(22)申请日2012.07.09会论文集》.2011,第364-369页.(73)专利权人中国科学院电工研究所审查员周香地址100190北京市海淀区中关村北二条6号(72)发明人周龙唐西胜刘文军齐智平(74)专利代理机构北京科迪生专利代理有限责任公司11251代理人关玲(51)Int.Cl.H02J1/16(2006.01)(56)对比文件CN102315645A,2012.01.11,CN201726136U,2011.01.26,US2011/0278853A1,2011.11.17,权权利要求书2页利要求书2页说明书7页说明书7页附图5页附图5页(54)发明名称多飞轮储能单元并联的飞轮阵列储能系统(57)摘要一种多飞轮储能单元并联的飞轮阵列储能系统,由公共直流母线、并网静态开关、制动电阻、飞轮阵列控制器以及至少两个以上的飞轮储能单元及其单元控制器组成，每个飞轮储能单元的内部结构和参数特性相同。每个飞轮储能单元以电流源的方式并入公共直流母线，且并入的单元数量可随意增减。本发明飞轮阵列储能系统采用主从控制模式，作为主控制器的飞轮阵列控制器计算维持直流电网功率平衡所需的功率，并利用协调控制算法将该功率分配至每一个飞轮储能单元控制器；作为从控制器的单元控制器根据得到的功率指令，利用飞轮储能单元控制方法控制双向功率变换电路和永磁同步电机向直流电网吸收或者释放功率。CN102751719BCN102759BCN102751719B权利要求书1/2页1.一种多飞轮储能单元并联的飞轮阵列储能系统,所述的飞轮阵列储能系统(103)由一条公共直流母线(200)，一个并网静态开关(203)，一个制动电阻(204),一个飞轮阵列控制器(400)，以及两个以上的飞轮储能单元及其单元控制器组成；所述的飞轮储能单元均包含两个直流侧引出端；所述公共直流母线(200)由正母线(201)与负母线(202)组成，每个飞轮储能单元的直流侧第一引出端与公共直流母线(200)的正母线(201)连接，每个飞轮储能单元的直流侧第二引出端与公共直流母线(200)的负母线(202)连接；所述的并网静态开关(203)由正回路开关(203a)和负回路开关(203b)组成；公共直流母线(200)的正母线(201)经过并网静态开关(203)的正回路开关(203a)接入直流电网(100)的正母线(101)；公共直流母线(200)的负母线(202)经过并网静态开关(203)的负回路开关(203b)接入直流电网(100)的负母线(102)；所述制动电阻(204)的第一引出端(406)与公共直流母线(200)的正母线(201)连接，制动电阻(204)的第二引出端(407)与公共直流母线(200)的负母线(202)连接；所述的飞轮阵列控制器(400)通过通信控制信号线与各个单元控制器连接，并利用工业以太网协议完成控制器之间的信号传输；所述的飞轮储能单元由双向功率变换电路(301)、永磁同步电机(302)、支撑轴承(303)以及飞轮转子(304)组成；所述的双向功率变换电路(301)包含直流侧引出端和交流侧引出端，其中直流侧第一引出端(411)与公共直流母线(200)的正母线(201)连接，直流侧第二引出端(412)与公共直流母线(200)的负母线(202)连接；双向功率变换电路(301)的交流侧第一引出端(413)、第二引出端(414)和第三引出端(415)分别与永磁同步电机(302)的A相、B相和C相连接；永磁同步电机(302)与飞轮转子(304)同轴连接并安装于支撑轴承(303)上；所述的飞轮阵列控制器(400)作为飞轮阵列储能系统(103)的主控制器，各飞轮储能单元的单元控制器作为从控制器，采用主从控制模式；其中，飞轮阵列控制器(400)采用阵列控制方法对飞轮阵列储能系统(103)进行控制；各个单元控制器：第一单元控制器(401)、第二单元控制器(402)，……，第N单元控制器(403)，N≥2，采用飞轮储能单元控制方法，控制飞轮储能单元向直流电网(100)吸收或者释放功率；所述的并网静态开关(203)受飞轮阵列控制器(400)的控制；若飞轮阵列储能系统(103)和直流电网(100)的状态均正常，则并网静态开关(203)在飞轮阵列控制器(400)的控制下闭合，飞轮阵列储能系统(103)接入直流电网(100)，吸收或者释放功率；如果飞轮阵列储能系统(103)或者直流电网(100)的状态异常，