一種儲能系統(tǒng)控制裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)控制領(lǐng)域，具體而言，涉及一種儲能系統(tǒng)控制裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)多個城市開始規(guī)劃建設(shè)有軌電車項(xiàng)目，為減少線路對市區(qū)內(nèi)環(huán)境的影響，在特殊路段區(qū)間常采用無接觸網(wǎng)受流的方式，此時需要在車輛上配置儲能系統(tǒng)用于滿足有軌電車在該區(qū)間運(yùn)行的供電。配置于車輛的儲能系統(tǒng)不僅要滿足車輛加速階段大功率輸出的要求，還要滿足車輛的長距離運(yùn)行里程時大能量輸出的要求。現(xiàn)有技術(shù)中的儲能系統(tǒng)通常單純采用蓄電池或超級電容。然而，蓄電池的能量密度高，更適合滿足車輛長距離運(yùn)行的要求；而超級電容功率密度高，更適合滿足車輛加速階段等需要大功率輸出階段的要求。在現(xiàn)有的蓄電池與超級電容混合使用的儲能系統(tǒng)配置時，首先需要了解車輛運(yùn)行線路的情況，并根據(jù)不同的線路來進(jìn)行仿真設(shè)計，對車輛的性能進(jìn)行優(yōu)化，包括車輛運(yùn)行里程、使用壽命、加速性能、成本、體積、重量等，然后將優(yōu)化后的固定配比的儲能系統(tǒng)投入實(shí)際運(yùn)行。
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中采用蓄電池或超級電容的儲能系統(tǒng)靈活性較低的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于提供一種儲能系統(tǒng)控制裝置和方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中采用蓄電池或超級電容的儲能系統(tǒng)靈活性較低的問題。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個方面，提供了一種儲能系統(tǒng)控制裝置。根據(jù)本發(fā)明的儲能系統(tǒng)控制裝置包括:第一雙向升降壓系統(tǒng)，一端口連接電網(wǎng)與負(fù)載，另一端口連接蓄電池，用于實(shí)現(xiàn)雙向直流電壓變換；第二雙向升降壓系統(tǒng)，一端口連接電網(wǎng)與負(fù)載，另一端口連接超級電容，用于實(shí)現(xiàn)雙向的直流電壓變換；以及控制系統(tǒng)，用于控制第一雙向升降壓系統(tǒng)和第二雙向升降壓系統(tǒng)的工作模式，其中，工作模式包括升壓工作模式和降壓工作模式。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，提供了一種儲能系統(tǒng)控制方法。根據(jù)本發(fā)明的儲能系統(tǒng)控制方法包括:接收用于標(biāo)識電網(wǎng)端電壓狀態(tài)的第一信號，以及用于標(biāo)識第一雙向升降壓系統(tǒng)和第二雙向升降壓系統(tǒng)所在支路導(dǎo)通狀態(tài)的第二信號；根據(jù)第一信號和第二信號，控制第一雙向升降壓系統(tǒng)或第二雙向升降壓系統(tǒng)工作于升壓工作模式或降壓工作模式，其中:當(dāng)?shù)谝恍盘柋碚麟娋W(wǎng)端有正常工作電壓，且第二信號表征第一雙向升降壓系統(tǒng)所在支路導(dǎo)通時，控制第一雙向升降壓系統(tǒng)工作于降壓工作模式，當(dāng)?shù)谝恍盘柋碚麟娋W(wǎng)端有正常工作電壓，且第二信號表征第二雙向升降壓系統(tǒng)所在支路導(dǎo)通時，控制第二雙向升降壓系統(tǒng)工作于降壓工作模式；當(dāng)?shù)谝恍盘柋碚麟娋W(wǎng)端無正常工作電壓，且第二信號表征第一雙向升降壓系統(tǒng)所在支路導(dǎo)通時，控制第一雙向升降壓系統(tǒng)工作于升壓工作模式；當(dāng)?shù)谝恍盘柋碚麟娋W(wǎng)端無正常工作電壓，且第二信號表征第二雙向升降壓系統(tǒng)所在支路導(dǎo)通時，控制第二雙向升降壓系統(tǒng)工作于升壓工作模式。
[0007]根據(jù)發(fā)明實(shí)施例，通過控制系統(tǒng)控制第一雙向升降壓系統(tǒng)和第二雙向升降壓系統(tǒng)工作于升壓工作模式和降壓工作模式，解決了現(xiàn)有技術(shù)中采用蓄電池或超級電容的儲能系統(tǒng)靈活性較低的問題，達(dá)到了在電路結(jié)構(gòu)上采用蓄電池和超級電容混合使用的配比拓?fù)溥M(jìn)而降低儲能系統(tǒng)總體積、重量、成本，使儲能系統(tǒng)具有更強(qiáng)靈活性和實(shí)用性的效果。
【附圖說明】
[0008]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0009]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的儲能系統(tǒng)控制裝置的示意圖；
[0010]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的雙向升降壓系統(tǒng)的示意圖；
[0011]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的升降壓電路單元的示意圖；
[0012]圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的又一種儲能系統(tǒng)控制裝置的示意圖；
[0013]圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的又一種儲能系統(tǒng)控制裝置的示意圖；以及
[0014]圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的儲能系統(tǒng)控制方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0016]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0017]需要說明的是，本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實(shí)施例。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。
[0018]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種儲能系統(tǒng)控制裝置。
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的儲能系統(tǒng)控制裝置的示意圖。具體的，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的儲能系統(tǒng)，至少包括由蓄電池和超級電容。如圖1所示，該儲能系統(tǒng)控制裝置包括:
[0020]第一雙向升降壓系統(tǒng)1，一端口連接電網(wǎng)4與負(fù)載5，另一端口連接蓄電池6，用于實(shí)現(xiàn)雙向直流電壓變換；
[0021]具體的，直流電壓變換包括升壓直流變換和降壓直流變換，電網(wǎng)4向蓄電池6供電時，第一雙向升降壓系統(tǒng)I工作于降壓模式，將電網(wǎng)電壓降為合適的電壓，對蓄電池6進(jìn)行充電。蓄電池6向負(fù)載5供電時，第一雙向升降壓系統(tǒng)I工作于升壓模式，將蓄電池的輸出電壓升為合適的電壓，為負(fù)載供電。
[0022]第二雙向升降壓系統(tǒng)2，一端口連接電網(wǎng)4與負(fù)載5，另一端口連接超級電容7，用于實(shí)現(xiàn)雙向的直流電壓變換；
[0023]具體的，直流電壓變換包括升壓直流變換和降壓直流變換，電網(wǎng)4向超級電容7供電時，第二雙向升降壓系統(tǒng)2工作于降壓模式，將電網(wǎng)電壓降為合適的電壓，對超級電容7供電。超級電容7向負(fù)載5供電時，第二雙向升降壓系統(tǒng)2工作于升壓模式，將超級電容的輸出電壓升為合適的電壓，為負(fù)載供電。
[0024]控制系統(tǒng)3，用于控制第一雙向升降壓系統(tǒng)I和第二雙向升降壓系統(tǒng)2的工作模式，其中，工作模式包括升壓工作模式和降壓工作模式；
[0025]優(yōu)選地，控制系統(tǒng)3獲取電網(wǎng)4端的電壓狀態(tài)，控制第一雙向升降壓系統(tǒng)I和第二雙向升降壓系統(tǒng)2的工作模式，其中:
[0026]當(dāng)電網(wǎng)4端有正常工作電壓時，控制系統(tǒng)3控制第一雙向升降壓系統(tǒng)1，和/或，第二雙向升降壓系統(tǒng)2工作于降壓工作模式；
[0027]當(dāng)電網(wǎng)4端無正常工作電壓時，控制系統(tǒng)3控制第一雙向升降壓系統(tǒng)1，和/或，第二雙向升降壓系統(tǒng)2工作于升壓工作模式。
[0028]綜上所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的儲能系統(tǒng)控制裝置，在控制上做到了蓄電池和超級電容既可以同時充放電，又可以根據(jù)車輛的運(yùn)行工況需求單獨(dú)進(jìn)行充放電。使得儲能系統(tǒng)的大功率輸出能力在滿足低地板車加速性能和續(xù)航里程的同時，可以有效的降低儲能系統(tǒng)整體配置成本，減小儲能系統(tǒng)設(shè)備體積和重量。
[0029]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的儲能系統(tǒng)控制裝置中雙向升降壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。優(yōu)選地，如圖2所示，雙向升降壓系統(tǒng)，尤其是第一雙向升降壓系統(tǒng)I包括:
[0030]第一輸入/輸出單元30，用于作為降壓工作模式下第一雙向升降壓系統(tǒng)I的輸入端，或作為升壓工作模式下第一雙向升降壓系統(tǒng)I的輸出端；
[0031]第二輸入/輸出單元40，用于作為降壓工作模式下第一雙向升降壓系統(tǒng)I的輸出端，或作為升壓工作模式下第一雙向升降壓系統(tǒng)I的輸入端；
[0032]升降壓電路單元50，連接于第一輸入/輸出單元30和第二輸入/輸出單元40之間，用于作為降壓工作模式或升壓工作模式下，第一雙向升降壓系統(tǒng)I的主電路。
[0033]優(yōu)選地，第一雙向升降壓系統(tǒng)I的第一輸入/輸出單元30分別與電網(wǎng)4和負(fù)載5相連接，第二輸入/輸出單元40與蓄電池6相連接。
[0034]優(yōu)選地，如圖2所示，雙向升降壓系統(tǒng)，尤其是第二雙向升降壓系統(tǒng)2包括:
[0035]第一輸入/輸出單元30，用于作為降壓工作模式下第一雙向升降壓系統(tǒng)I的輸入端，或作為升壓工作模式下第二雙向升降壓系統(tǒng)2的輸出端；
[0036]第二輸入/輸出單元40，用于作為降壓工作模式下第一雙向升降壓系統(tǒng)I的輸出端，或作為升壓工作模式下第二雙向升降壓系統(tǒng)2的輸入端；
[0037]升降壓電路單元50，連接于第一輸入/輸出單元30和第二輸入/輸出單元40之間，用于作為降壓工作模式或升壓工作模式下，第二雙向升降壓系統(tǒng)2的主電路。
[0038]優(yōu)選地，第二雙向升降壓系統(tǒng)2的第一輸入/輸出單兀30分別與電網(wǎng)4和負(fù)載5相連接，第二輸入/輸出單元40與超級電容7相連接。
[0039]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的儲能系統(tǒng)控制裝置中升降壓電路單元的示意圖。優(yōu)選地，第一雙向升降壓系統(tǒng)I和/或第二雙向升降壓系統(tǒng)2中的升降壓電路單元50包括:
[0040]第一雙向半橋電路，用于作為降壓工作模式下，第一雙向升降壓系統(tǒng)I或第二雙向升降壓系統(tǒng)2的主電路；
[0041]第二雙向半橋電路，用于作為升壓工作模式下，第一雙向升降壓系統(tǒng)I或第二雙向升降壓系統(tǒng)2的主電路；
[0042]其中，第一雙向半橋電路