CN107195934A - 一种锌溴液流电池直流母线控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锌溴液流电池直流母线控制方法及系统，其中方法包括，在电网为锌溴液流电池充电时，电网通过储能逆变器向直流母线输送充电功率，实时监测直流母线的电压，当直流母线的实际电压大于直流母线的工作电压上限时，调节储能逆变器的功率，使得直流母线实际工作电压小于直流母线的工作电压上限；在锌溴液流电池放电时，直流母线通过储能逆变器向电网输送电能，实时监测直流母线的电压值，当直流母线的实际电压小于直流母线的工作电压下限时，调节储能逆变器的功率，使得直流母线的实际工作电压大于直流母线的工作电压下限。本发明可以自动的调节直流母线的电压，减少直流母线电压高于上限值或低于下限值带来的系统风险。

Description

一种锌溴液流电池直流母线控制方法及系统
技术领域
本发明涉及锌溴电池领域，特别涉及锌溴电池组成的直流母线系统的控制方法。
背景技术
传统电池的充电模式一般采用限压恒流的方式，如锂电池。而锌溴液流电池通过直流母线与电网组成的微网系统的充放电控制不能简单的采用限压恒流，现有技术中，锌溴液流电池直流母线控制系统，在充放电时均通过储能逆变器PCS连接电网，系统工作中，绝大部分时间，直流侧电压由“源”和“负载”共同决定，即PCS功率一定的情况下，直流母线电压实际由锌溴液流电池侧的来决定。如果锌溴电池测的充放电过程不进行控制，则会造成直流母线的不稳定，产生超出直流母线工作电压的情况，造成事故。因此，需要一种锌溴电池直流母线的控制方法来控制锌溴液流电池的充放电过程。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种锌溴液流电池直流母线的控制方法及系统，以控制锌溴液流电池组成的直流母线系统的正常工作。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种锌溴液流电池直流母线控制方法，包括如下步骤：
在电网为锌溴液流电池充电时，电网通过储能逆变器PCS向直流母线输送充电功率，实时监测直流母线的电压，当直流母线的实际电压大于直流母线的工作电压上限时，调节储能逆变器的功率，使得直流母线实际工作电压小于直流母线的工作电压上限；
在锌溴液流电池放电时，即锌溴液流电池向电网输送电能时，直流母线通过储能逆变器向电网输送电能，实时监测直流母线的电压值，当直流母线的实际电压小于直流母线的工作电压下限时，调节储能逆变器的功率，使得直流母线的实际工作电压大于直流母线的工作电压下限。
确定锌溴液流电池充电电压范围，获取直流母线的电压，当直流母线的电压在充电电压范围内时，直流母线通过DC/DC变流器为锌溴液流电池充电。
确定锌溴液流电池的放电初始电压，当直流母线电压小于放电初始电压时且锌溴液流电池SOC大于0时，锌溴液流电池放电通过DC/DC变流器、直流母线供电、储能逆变器向电网提供电能。
设置停机保护上限电压和停机保护下限电压，当直流母线电压大于停机保护上限电压或者直流母线电压小于停机保护下限电压时，断开电网与直流母线之间、直流母线与锌溴液流电池之间的连接。
一种锌溴液流电池直流母线系统，包括直流母线、储能逆变器、DC/DC变流器、主控制单元、电压检测单元，所述的电压检测单元用于检测直流母线电压，锌溴液流电池通过DC/DC变流器连接直流母线，直流母线通过储能逆变器连接电网；所述的主控制单元接收电压检测单元传来的直流母线的电压值，在主控制单元中设置直流母线的工作电压上限和直流母线的工作电压下限，当检测到直流母线的实际电压大于直流母线的工作电压上限时或者直流母线的实际工作电压小于直流母线工作电压下限时，主控制单元发出控制信号至储能逆变器，调节储能逆变器的功率，使得直流母线的电压在工作电压上限和工作电压下限之间。
在锌溴液流电池和直流母线之间设置第一控制开关、在电网和直流母线之间设置第二控制开关，主控制单元分别连接第一控制开关和第二控制开关。
所述的主控制单元与DC/DC变流器连接，用于控制DC/DC变流器的充放电状态。
本发明的优点在于：可以自动的调节直流母线的电压，减少直流母线电压高于上限值或低于下限值带来的危险；通过直流母线的电压变化及预设定的充放电电压带，智能化自动地进行充放电控制。可实现不同工况应用的需要，控制简单、智能。将直流母线的锌溴液流电池和电网统一进行管理和整合，直流母线上的蓄电池是根据电压自动自发的工作，不需要额外的控制与管理，在搭建微网级别的系统时，将大大提高系统的响应速度。控制电压点的可设性，系统可以保持充分的灵活性，满足不同用户的需求。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明实施例的结构原理图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1所示，为本实施例结构原理图，一种锌溴液流电池直流母线系统，包括直流母线、储能逆变器、DC/DC变流器、主控制单元、电压检测单元，所述的电压检测单元用于检测直流母线电压，锌溴液流电池通过DC/DC变流器连接直流母线，直流母线通过储能逆变器连接电网；主控制单元接收电压检测单元传来的直流母线的电压值，在主控制单元中设置直流母线的工作电压上限和直流母线的工作电压下限，当检测到直流母线的实际电压大于直流母线的工作电压上限时或者直流母线的实际工作电压小于直流母线工作电压下限时，主控制单元发出控制信号至储能逆变器，调节储能逆变器的功率，使得直流母线的电压在工作电压上限和工作电压下限之间。
如，在电网通过直流母线为锌溴液流电池充电时，储能逆变器PCS给定的功率为50kW(电流自电网而下)，而此时直流母线所有能消纳的功率和为30kW，那么无法消纳的功率必然会推高直流母线电压，当电压达到上限值时，需要PCS停止往直流母线输送无法消纳的功率(可以消纳的30kW维持不变)，此时通过控制单元发送控制信号降低储能逆变器的逆变功率，保证直流母线时刻处于工作电压上限以下，那么此时的直流母线上的设备就可以在电压上限值以下以最大功率自直流母线获取能量。
又如，储能逆变器PCS给定的功率为50kW(电流自下端至电网)即锌溴液流电池通过直流母线为电网供电，而此时直流母线所有能提供的功率和为30kW，那么无法填补的功率缺口必然会拉低直流母线电压，当电压达到下限值时，需要储能逆变器PCS停止从直流母线继续索取多余的功率即调节储能逆变器的能率使得直流母线保持在工作电压。此时可以通过控制单元发送控制信号至储能逆变器调节储能逆变器的功率。
在锌溴液流电池和直流母线之间设置第一控制开关、在电网和直流母线之间设置第二控制开关，主控制单元分别连接第一控制开关和第二控制开关。在主控制单元内设置停机保护上限电压和停机保护下限电压，当直流母线电压大于停机保护上限电压或者直流母线电压小于停机保护下限电压时，通过主控制单元控制第一控制开关、第二控制开关断开电网与直流母线之间、直流母线与锌溴液流电池之间的连接。
一种锌溴液流电池直流母线控制方法，包括如下步骤：
在电网为锌溴液流电池充电时，电网通过储能逆变器PCS向直流母线输送充电功率，实时监测直流母线的电压，当直流母线的实际电压大于直流母线的工作电压上限时，调节储能逆变器的功率，使得直流母线实际工作电压小于直流母线的工作电压上限；
在锌溴液流电池放电时，即锌溴液流电池向电网输送电能时，直流母线通过储能逆变器向电网输送电能，实时监测直流母线的电压值，当直流母线的实际电压小于直流母线的工作电压下限时，调节储能逆变器的功率，使得直流母线的实际工作电压大于直流母线的工作电压下限。
确定锌溴液流电池充电电压范围，获取直流母线的电压，当直流母线的电压在充电电压范围内时，直流母线通过DC/DC变流器为锌溴液流电池充电。确定锌溴液流电池的放电初始电压，当直流母线电压小于放电初始电压时且锌溴液流电池SOC大于0时，锌溴液流电池放电通过DC/DC变流器、直流母线供电、储能逆变器向电网提供电能。主控制单元与DC/DC变流器连接，DC/DC变流器采用双向变流器，用于控制DC/DC变流器的充放电状态。在满足锌溴液流电池充电或放电条件时，相应的调节DC/DC变流器的工作状态以满足充放电工作状态。
设置停机保护上限电压和停机保护下限电压，当直流母线电压大于停机保护上限电压或者直流母线电压小于停机保护下限电压时，断开电网与直流母线之间、直流母线与锌溴液流电池之间的连接。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种锌溴液流电池直流母线控制方法，其特征在于：
在电网为锌溴液流电池充电时，电网通过储能逆变器PCS向直流母线输送充电功率，实时监测直流母线的电压，当直流母线的实际电压大于直流母线的工作电压上限时，调节储能逆变器的功率，使得直流母线实际工作电压小于直流母线的工作电压上限；
在锌溴液流电池放电时，即锌溴液流电池通过直流母线向电网输送电能时，直流母线通过储能逆变器向电网输送电能，实时监测直流母线的电压值，当直流母线的实际电压小于直流母线的工作电压下限时，调节储能逆变器的功率，使得直流母线的实际工作电压大于直流母线的工作电压下限。
2.如权利要求1所述的一种锌溴液流电池直流母线控制方法，其特征在于：确定锌溴液流电池充电电压范围，获取直流母线的电压，当直流母线的电压在充电电压范围内时，直流母线通过DC/DC变流器为锌溴液流电池充电。
3.如权利要求1或2所示的一种锌溴液流电池直流母线控制方法，其特征在于：确定锌溴液流电池的放电初始电压，当直流母线电压小于放电初始电压时且锌溴液流电池SOC大于0时，锌溴液流电池放电通过DC/DC变流器、直流母线供电、储能逆变器向电网提供电能。
4.如权利要求1所述的一种锌溴液流电池直流母线控制方法，其特征在于：设置停机保护上限电压和停机保护下限电压，当直流母线电压大于停机保护上限电压或者直流母线电压小于停机保护下限电压时，断开电网与直流母线之间、直流母线与锌溴液流电池之间的连接。
5.一种锌溴液流电池直流母线控制系统，其特征在于：包括直流母线、储能逆变器、DC/DC变流器、主控制单元、电压检测单元，所述的电压检测单元用于检测直流母线电压，锌溴液流电池通过DC/DC变流器连接直流母线，直流母线通过储能逆变器连接电网；所述的主控制单元接收电压检测单元传来的直流母线的电压值，在主控制单元中设置直流母线的工作电压上限和直流母线的工作电压下限，当检测到直流母线的实际电压大于直流母线的工作电压上限时或者直流母线的实际工作电压小于直流母线工作电压下限时，主控制单元发出控制信号至储能逆变器，调节储能逆变器的功率，使得直流母线的电压在工作电压上限和工作电压下限之间。
6.如权利要求5所述的一种锌溴液流电池直流母线控制系统，其特征在于：在锌溴液流电池和直流母线之间设置第一控制开关、在电网和直流母线之间设置第二控制开关，主控制单元分别连接第一控制开关和第二控制开关。
7.如权利要求5所述的一种锌溴液流电池直流母线控制系统，其特征在于：所述的主控制单元与DC/DC变流器连接，用于控制DC/DC变流器的充放电状态。
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