CN105162178A - 一种超级电容储能装置的控制系统 - Google Patents
一种超级电容储能装置的控制系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105162178A CN105162178A CN201510341040.7A CN201510341040A CN105162178A CN 105162178 A CN105162178 A CN 105162178A CN 201510341040 A CN201510341040 A CN 201510341040A CN 105162178 A CN105162178 A CN 105162178A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- energy
- line switching
- control circuit
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
本发明公开了一种超级电容储能装置的控制系统，包括：储能模块、功率电路模块、线路开关模块、线路开关控制模块、控制电路模块和采样模块；储能模块与功率电路模块连接，功率电路模块与线路开关模块连接，线路开关模块与线路开关控制模块连接，线路开关控制模块与控制电路模块连接，控制电路模块与采样模块连接，采样模块分别与储能模块、功率电路模块和线路开关模块连接。本发明通过采样模块对系统中各个模块的工作状态进行实时采样，控制电路模块根据采样模块的实时采样结果发出控制指令，控制储能模块进行充电、放电或待机，从而实现能量回收、储存和再利用的目的。
Description
技术领域
本发明涉及储能设备领域，尤其涉及一种超级电容储能装置的控制系统。
背景技术
随着轨道交通和智能直流电网的不断发展，提高轨道交通的能源利用效率与更智能稳定的直流电网已成为必然趋势。目前，国内地铁列车制动时产生的电能，一部分被沿线车辆设备吸收使用，而另一部分则是通过制动电阻发热的形式进行消耗，或者通过机械制动(地铁列车中没有制动电阻)摩擦消耗。这样，大量可再生能量以发热的方式白白浪费，同时还造成电直流电网电压剧烈波动，进而对牵引供电直流电网构成巨大压力。
发明内容
基于上述背景技术存在的技术问题，本发明提出一种超级电容储能装置的控制系统，以实现能量回收、储存和再利用并保证超级电容储能装置的控制系统可靠运行的目的。
本发明提出了一种超级电容储能装置的控制系统，包括：储能模块、功率电路模块、线路开关模块、线路开关控制模块、控制电路模块和采样模块；
储能模块与功率电路模块连接，功率电路模块与线路开关模块连接，线路开关模块与线路开关控制模块连接，线路开关控制模块与控制电路模块连接，控制电路模块与采样模块连接，采样模块分别与储能模块、功率电路模块和线路开关模块连接；
采样模块用于对储能模块的电压信号、功率电路模块的电压信号和线路开关模块的状态信号进行采样并将采样数据传递给控制电路模块；
线路开关模块包括主开关单元、功率开关单元和储能开关单元；
控制电路模块根据主开关单元的采样信号发出控制指令；
线路开关控制模块根据控制电路模块发出的控制指令，令功率开关单元动作，使得功率电路模块进行充电或不动作；
控制电路模块根据功率电路模块在充电状态下的电压信号发出控制指令，令储能开关单元动作，使得储能模块进行充电、放电或不动作。
优选地，主开关单元包括断路器和隔离开关；功率开关单元包括预充电接触器；储能开关单元包括线路接触器和放电接触器；当控制电路模块接收到主开关单元中断路器和隔离开关的状态信号是闭合状态时，控制电路模块向线路开关控制模块发出指令，令线路预充电接触器闭合为功率电路模块进行充电；功率电路模块在充电状态下，当控制电路模块接收到功率电路模块的电压信号低于储能模块的电压信号时，控制电路模块向线路开关控制模块下达指令，令放电接触器闭合，储能模块进行放电；当控制电路模块接收到功率电路模块电压信号高于储能模块的电压信号时，控制电路模块向线路开关控制模块下达指令，令放电接触器断开，线路接触器闭合，储能模块进行充电；当控制电路模块接收到功率电路模块电压信号与储能模块电压信号相等时，控制电路模块向线路开关控制模块下达指令，令线路接触器断开，储能模块进入待机状态。
优选地，还包括为线路开关模块的动作提供功率输出的辅助电源模块，辅助电源模块与线路开关控制模块连接。
优选地，电容组模块由12个电容模块串联形成。
优选地，每个电容模块由18个超级电容采用先并联后串联的方式形成。
优选地，还包括均衡电路模块，均衡电路模块与储能模块连接用于检测储能模块中各电容模块的电压状态，当出现电容模块电压不均时，均衡电路模块开始工作，采用能量转移的均衡方法，使得各个电容模块间的电压均等。
本发明中，通过采样模块对线路开关模块中各个开关单元的状态信号进行采样并将采样数据传递给控制电路模块，当状态合适时(无故障状态、隔离开关闭合)，控制电路模块会向线路开关控制模块发出控制指令，令功率开关单元动作，此时，功率电路模块与外部直流电网系统接通，功率电路模块开始充电工作；采样模块对工作状态下的功率电路模块的电压信号进行采样并将采样数据传递给控制电路模块，控制电路模块根据功率电路模块的电压变化情况推算出直流电网的工作电压的情况，当推算的结果是直流电网电压值低于所采集到的储能模块的电压信号时，控制线路模块向线路开关控制模块发出控制指令，令储能开关单元动作，使得储能模进行放电，即向直流电网输送能量；当推算的结果是直流电网电压值高于所采集到的储能模块的电压信号时，控制线路模块向线路开关控制模块发出控制指令，令储能开关单元动作，使得储能模进行充电，即储存能量；当推算的结果是直流电网电压值等于所采集到的储能模块的电压信号时，控制线路模块向线路开关控制模块发出控制指令，令储能开关单元动作，使得储能模处于待机状态；当出现故障保护时，控制电路模块发出保护信号，令整机停止工作，等待检修。
本发明通过采样模块对系统中各个模块的工作状态进行实时采样，控制电路模块根据采样模块的实时采样结果发出控制指令，控制储能模块进行充电、放电或待机，从而实现能量回收、储存和再利用的目的。且本发明能够合理利用电能资源，并且能够有效降低直流电网电压的剧烈波动，达到稳定直流电网电压的效果，保证超级电容储能装置的控制系统可靠运行。
附图说明
图1为本发明提出的一种超级电容储能装置的控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1所示，图1为本发明提出的一种超级电容储能装置的控制系统的结构示意图。
参照图1，本发明实施例提出的一种超级电容储能装置的控制系统，包括：储能模块、功率电路模块、线路开关模块、线路开关控制模块、控制电路模块和采样模块；
储能模块与功率电路模块连接，功率电路模块与线路开关模块连接，线路开关模块与线路开关控制模块连接，线路开关控制模块与控制电路模块连接，控制电路模块与采样模块连接，采样模块分别与储能模块、功率电路模块和线路开关模块连接；
采样模块用于对储能模块的电压信号、功率电路模块的电压信号和线路开关模块的状态信号进行采样并将采样数据传递给控制电路模块；
线路开关模块包括主开关单元、功率开关单元和储能开关单元，其中，主开关单元包括断路器和隔离开关；功率开关单元包括预充电接触器；储能开关单元包括线路接触器和放电接触器；
控制电路模块根据主开关单元的采样信号发出控制指令：当控制电路模块接收到主开关单元中断路器和隔离开关的状态信号是闭合状态时，控制电路模块向线路开关控制模块发出指令，令线路预充电接触器闭合为功率电路模块进行充电；功率电路模块在充电状态下，当控制电路模块接收到功率电路模块的电压信号低于储能模块的电压信号时，控制电路模块向线路开关控制模块下达指令，令放电接触器闭合，储能模块进行放电；当控制电路模块接收到功率电路模块电压信号高于储能模块的电压信号时，控制电路模块向线路开关控制模块下达指令，令放电接触器断开，线路接触器闭合，储能模块进行充电；当控制电路模块接收到功率电路模块电压信号与储能模块电压信号相等时，控制电路模块向线路开关控制模块下达指令，令线路接触器断开，储能模块进入待机状态。
在实际应用中，还包括为线路开关模块的动作提供功率输出的辅助电源模块，辅助电源模块与线路开关控制模块连接；辅助电源模块的输入端接交流电源。
此外，本实施例中的储能模块是由12个电容模块串联形成，每个电容模块由18个超级电容采用先并联后串联的方式形成；储能模块连接有用于检测储能模块中各电容模块的电压状态的均衡电路模块；当储能模块中的各电容模块之间的电压不均时，均衡电路模块开始工作，采用能量转移的均衡方法，使得各个电容模块间的电压均等。
本发明通过采样模块对线路开关模块中各个开关单元的状态信号进行采样并将采样数据传递给控制电路模块，当状态合适时(无故障状态、隔离开关闭合)，控制电路模块会向线路开关控制模块发出控制指令，令功率开关单元动作，此时，功率电路模块与外部直流电网系统接通，功率电路模块开始充电工作；当列车启动，直流电网电压跌落，此时，直流电网电压值低于采样模块所采集到的储能模块的电压信号，控制线路模块向线路开关控制模块发出控制指令，令储能开关单元动作，使得储能模向直流电网输送能量；当列车制动时，直流电网电压升高，直流电网电压值高于采样模块所采集到的储能模块的电压信号，控制线路模块向线路开关控制模块发出控制指令，令储能开关单元动作，使得储能模开始储存能量；当直流电网处于平衡状态，直流电网电压值等于所采集到的储能模块的电压信号，控制线路模块向线路开关控制模块发出控制指令，令储能开关单元动作，使得储能模处于待机状态；当出现故障保护时，控制电路模块发出保护信号，令整机停止工作，等待检修，从而保证超级电容储能装置的控制系统可靠运行。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种超级电容储能装置的控制系统，其特征在于，包括：储能模块、功率电路模块、线路开关模块、线路开关控制模块、控制电路模块和采样模块；
储能模块与功率电路模块连接，功率电路模块与线路开关模块连接，线路开关模块与线路开关控制模块连接，线路开关控制模块与控制电路模块连接，控制电路模块与采样模块连接，采样模块分别与储能模块、功率电路模块和线路开关模块连接；
采样模块用于对储能模块的电压信号、功率电路模块的电压信号和线路开关模块的状态信号进行采样并将采样数据传递给控制电路模块；
线路开关模块包括主开关单元、功率开关单元和储能开关单元；
控制电路模块根据主开关单元的采样信号发出控制指令；
线路开关控制模块根据控制电路模块发出的控制指令，令功率开关单元动作，使得功率电路模块进行充电或不动作；
控制电路模块根据功率电路模块在充电状态下的电压信号发出控制指令，令储能开关单元动作，使得储能模块进行充电、放电或不动作。
2.根据权利要求1所述的超级电容储能装置的控制系统，其特征在于，主开关单元包括断路器和隔离开关；功率开关单元包括预充电接触器；储能开关单元包括线路接触器和放电接触器；当控制电路模块接收到主开关单元中断路器和隔离开关的状态信号是闭合状态时，控制电路模块向线路开关控制模块发出指令，令线路预充电接触器闭合为功率电路模块进行充电；功率电路模块在充电状态下，当控制电路模块接收到功率电路模块的电压信号低于储能模块的电压信号时，控制电路模块向线路开关控制模块下达指令，令放电接触器闭合，储能模块进行放电；当控制电路模块接收到功率电路模块电压信号高于储能模块的电压信号时，控制电路模块向线路开关控制模块下达指令，令放电接触器断开，线路接触器闭合，储能模块进行充电；当控制电路模块接收到功率电路模块电压信号与储能模块电压信号相等时，控制电路模块向线路开关控制模块下达指令，令线路接触器断开，储能模块进入待机状态。
3.根据权利要求1所述的超级电容储能装置的控制系统，其特征在于，还包括为线路开关模块的动作提供功率输出的辅助电源模块，辅助电源模块与线路开关控制模块连接。
4.根据权利要求1所述的超级电容储能装置的控制系统，其特征在于，电容组模块由12个电容模块串联形成。
5.根据权利要求4所述的超级电容储能装置的控制系统，其特征在于，每个电容模块由18个超级电容采用先并联后串联的方式形成。
6.根据权利要求5所述的超级电容储能装置的控制系统，其特征在于，优选地，还包括均衡电路模块，均衡电路模块与储能模块连接用于检测储能模块中各电容模块的电压状态，当储能模块中的各电容模块之间的电压不均时，均衡电路模块开始工作，采用能量转移的均衡方法，使得各个电容模块间的电压均等。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510341040.7A CN105162178B (zh) | 2015-06-18 | 2015-06-18 | 一种超级电容储能装置的控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510341040.7A CN105162178B (zh) | 2015-06-18 | 2015-06-18 | 一种超级电容储能装置的控制系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105162178A true CN105162178A (zh) | 2015-12-16 |
| CN105162178B CN105162178B (zh) | 2018-01-19 |
Family
ID=54802970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510341040.7A Expired - Fee Related CN105162178B (zh) | 2015-06-18 | 2015-06-18 | 一种超级电容储能装置的控制系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105162178B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106742035A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-05-31 | 海华电子企业(中国)有限公司 | 一种高原储能式无人机起动装置及方法 |
| CN108008108A (zh) * | 2017-11-03 | 2018-05-08 | 上海化工研究院有限公司 | 采用超级电容进行气体或粉尘燃烧及爆炸性能测试装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109524896B (zh) * | 2018-10-16 | 2020-02-21 | 中车大连电力牵引研发中心有限公司 | 高压电器箱和列车 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101807821A (zh) * | 2010-03-05 | 2010-08-18 | 南京理工大学 | 电梯节能系统 |
| CN102211724A (zh) * | 2011-03-14 | 2011-10-12 | 上海德圣米高电梯有限公司 | 一种使用超级电容器的新型节能电梯 |
| US20130175855A1 (en) * | 2012-01-05 | 2013-07-11 | Eun Kyu Lee | Energy Storage Apparatus for Railway Vehicles by Adopting a Bidirectional DC-DC Converter |
| CN203352189U (zh) * | 2013-06-18 | 2013-12-18 | 深圳市通业科技发展有限公司 | 超级电容线路储能系统 |
| CN104184178A (zh) * | 2013-05-24 | 2014-12-03 | 中国北车股份有限公司 | 列车再生电能吸收装置和系统 |
-
2015
- 2015-06-18 CN CN201510341040.7A patent/CN105162178B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101807821A (zh) * | 2010-03-05 | 2010-08-18 | 南京理工大学 | 电梯节能系统 |
| CN102211724A (zh) * | 2011-03-14 | 2011-10-12 | 上海德圣米高电梯有限公司 | 一种使用超级电容器的新型节能电梯 |
| US20130175855A1 (en) * | 2012-01-05 | 2013-07-11 | Eun Kyu Lee | Energy Storage Apparatus for Railway Vehicles by Adopting a Bidirectional DC-DC Converter |
| CN104184178A (zh) * | 2013-05-24 | 2014-12-03 | 中国北车股份有限公司 | 列车再生电能吸收装置和系统 |
| CN203352189U (zh) * | 2013-06-18 | 2013-12-18 | 深圳市通业科技发展有限公司 | 超级电容线路储能系统 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106742035A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-05-31 | 海华电子企业(中国)有限公司 | 一种高原储能式无人机起动装置及方法 |
| CN108008108A (zh) * | 2017-11-03 | 2018-05-08 | 上海化工研究院有限公司 | 采用超级电容进行气体或粉尘燃烧及爆炸性能测试装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105162178B (zh) | 2018-01-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104009526B (zh) | 一种电动客车动力电池组主动均衡系统及方法 | |
| CN201312133Y (zh) | 一种充电设备、储能装置及充电站 | |
| CN108705943B (zh) | 一种电池组加热装置与控制方法 | |
| CN102082307B (zh) | 锂电模块并联使用方法及系统 | |
| CN105365595B (zh) | 电动汽车动力电池与超级电容动力系统及控制方法 | |
| CN105449734A (zh) | 电池均衡装置及其充放电均衡方法 | |
| CN103135062A (zh) | 一种高效率动力电池充放电监测方法 | |
| CN105846419A (zh) | 基于直流微电网的光伏、柴油互补供电系统 | |
| CN105428735A (zh) | 一种储控一体化太阳能锂电池模块 | |
| CN207234495U (zh) | 充电装置与系统 | |
| CN107947251A (zh) | 复合母线体制卫星整星防电流冲击加断电系统 | |
| CN106427616A (zh) | 一种基于电荷泵的复合电源及其在不同工况时的切换方法 | |
| CN202798128U (zh) | 一种具有自启动功能的独立光伏供电系统 | |
| CN105162178A (zh) | 一种超级电容储能装置的控制系统 | |
| CN203747661U (zh) | 风电变流器的预充电装置及风电变流器 | |
| CN104578364A (zh) | 一种配电站直流备用电源 | |
| CN204179732U (zh) | 基于v2g的多功能车载充放电器 | |
| CN204928333U (zh) | 储能式充电装置 | |
| CN104300605A (zh) | 一种电源电路及其控制方法 | |
| CN102769153B (zh) | 一种电池组充电方法及其实现装置 | |
| CN204858603U (zh) | 电池系统 | |
| CN104393631A (zh) | 电量的均衡系统及其均衡的方法 | |
| CN103795116A (zh) | 一种电源转换及控制装置、供电方法和系统 | |
| CN204361772U (zh) | 一种基于超级电容模组的不间断供电系统 | |
| CN105186630A (zh) | 一种电能转移方法及一种电能总线 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190909 Address after: 230000 Room 1176, South Building, 19 Tianzhi Road, Hefei High-tech Zone, Anhui Province Patentee after: Anhui Yuncon Information Technology Co., Ltd. Address before: 230000 A 205, National University Science Park, 602 Mount Huangshan Road, Hefei hi tech Zone, Anhui, China Patentee before: ANHUI SKY EYE INTELLIGENT TECHNOLOGY CO., LTD. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180119 Termination date: 20200618 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |