CN115441508A - 离心机能量回馈电路、控制方法、装置、系统和存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开提出一种离心机能量回馈电路、控制方法、装置、系统和存储介质，涉及节能技术领域。本公开的一种离心机能量回馈电路控制方法，包括：在离心机的直流母线电压大于第一电压阈值的情况下，若属于当前离心机能量回馈电路的第一储能设备的储能饱和，且与储能总线连接的储能设备中存在第一目标储能设备，则导通直流母线与储能总线之间的电路，以便将直流母线的电能经储能总线传递给第一储能设备储存，其中，储能总线与多个储能设备连接。通过这样的方法，能够提高能量利用率。

Description

离心机能量回馈电路、控制方法、装置、系统和存储介质

技术领域

本公开涉及节能技术领域，特别是一种离心机能量回馈电路、控制方法、装置、系统和存储介质。

背景技术

随着化石能源的日渐枯竭，节能减排的需求越来越高。工业及制造业作为耗能大户，应担起节能减排，实现碳达峰碳中和的主要责任。空调在制造业中使用广泛，而离心式空调作为其中的重要组成部分，普遍为楼宇级，大型场馆的解决方案，具有功率大，能耗高的特点。由于离心机巨大惯性的存在，其启动和制动过程都伴随着巨大的能量消耗。

离心机制动过程中，由于离心机惯性大的特性，会产生较大的反电动势，使得前端母线电压抬升，影响系统的稳定运行。现在常用的制动方式是变频器外接制动负载(电阻等)，通过转化为热能达到稳定制动的目的，但这种方式属于耗能型制动，不够节能环保。也有一些产品采用回馈制动的方法，通过在母线电压两端连接储能原件，使得制动过程中产生的能量储存在储能原件中，达到稳定制动的目的。

发明内容

本公开的一个目的在于提高离心机制动的能量利用率。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种离心机能量回馈电路控制方法，包括：在离心机的直流母线电压大于第一电压阈值的情况下，若属于当前离心机能量回馈电路的第一储能设备的储能饱和，且与储能总线连接的储能设备中存在第一目标储能设备，则导通直流母线与储能总线之间的电路，以便将直流母线的电能经储能总线传递给第一储能设备储存，其中，储能总线与多个储能设备连接。

在一些实施例中，第一目标储能设备为储能未饱和，且电能传递损耗小于第一损耗阈值的储能设备。

在一些实施例中，该方法还包括：在离心机的直流母线电压大于第一电压阈值的情况下，若属于当前离心机能量回馈电路的第一储能设备的储能饱和，则根据来自通讯总线的储能状态信息，确定一个或多个与储能总线连接的储能设备的储能状态；根据每个储能设备的储能状态和电能传递损耗，在储能总线连接的储能设备中选择一个或多个第一目标储能设备。

在一些实施例中，该方法还包括：向通讯总线发送第一电能传递指令，第一电能传递指令中包括第一目标储能设备所对应的控制器标识，以便第一目标储能设备所对应的控制器根据第一电能传递指令导通储能总线与第一目标储能设备之间的电路。

在一些实施例中，该方法还包括：接收来自通讯总线的第一电能传递指令；若第一电能传递指令的控制器标识与当前离心机能量回馈电路的控制器标识匹配，则根据第一电能传递指令导通储能总线与第一储能设备之间的电路，以便将来自储能总线的电能储存至第一储能设备。

在一些实施例中，该方法还包括：在离心机的直流母线电压大于第一电压阈值的情况下，若属于当前离心机能量回馈电路的第一储能设备的储能饱和，且与储能总线连接的储能设备中不存在第一目标储能设备，则切断直流母线与储能总线和第一储能设备间的电路，导通直流母线与交流电网间的回馈电路，以便将直流母线的电能回馈给交流电网。

在一些实施例中，该方法还包括：在离心机的直流母线电压大于第一电压阈值的情况下，若属于当前离心机能量回馈电路的第一储能设备的储能未饱和，则导通直流母线与第一储能设备间的电路，以便将直流母线的电能储存至第一储能设备。

在一些实施例中，该方法还包括：在离心机的直流母线电压小于第二电压阈值的情况下，断开直流母线与第一储能设备、以及直流母线与储能总线的电路。

在一些实施例中，该方法还包括：在离心机启动，且直流母线的电压小于工作电压的情况下，若第一储能设备的储能量大于第二储能阈值，则导通第一储能设备与直流母线之间的电路，以便第一储能设备的电能传递给直流母线。

在一些实施例中，该方法还包括：在离心机启动，且直流母线的电压小于工作电压的情况下，若与储能总线连接的储能设备中存在第二目标储能设备，则导通直流母线与储能总线之间的电路，以便第二目标储能设备的电能经储能总线传递给直流母线。

在一些实施例中，第二储能设备为储能量大于第三储能阈值，且电能传递损耗小于第二损耗阈值的储能设备。

在一些实施例中，该方法还包括：在离心机启动的情况下，根据来自通讯总线的储能状态信息，确定一个或多个与储能总线连接的储能设备的储能状态；根据每个储能设备的储能状态和电能传递损耗，在储能总线连接的储能设备中选择一个或多个第二目标储能设备。

在一些实施例中，该方法还包括：向通讯总线发送第二电能传递指令，第二电能传递指令中包括第二目标储能设备所对应的控制器的标识，以便第二目标储能设备所对应的控制器根据第二电能传递指令导通储能总线与第二目标储能设备之间的电路。

在一些实施例中，该方法还包括：接收来自通讯总线的第二电能传递指令；若第二电能传递指令的控制器标识与当前离心机能量回馈电路的控制器标识匹配，则根据第二电能传递指令导通储能总线与第一储能设备之间的电路，以便将第一储能设备的电能传递给储能总线。

在一些实施例中，该方法还包括：在离心机启动，且直流母线的电压小于工作电压的情况下，若与储能总线连接的储能设备中不存在第二目标储能设备，则断开直流母线与储能总线之间的电路。

在一些实施例中，该方法还包括：在离心机启动，且直流母线的电压大于工作电压的情况下，则断开直流母线与储能总线间、和直流母线与第一储能设备间的电路。

在一些实施例中，该方法还包括：获取离心机的工作状态；该方法还包括以下至少一项：在工作状态为制动状态的情况下，通过第一预定频率采集第一储能设备的储能状态；或在工作状态为启动状态的情况下，通过第二预定频率采集第一储能设备的储能状态。

在一些实施例中，该方法还包括：在工作状态为非制动启动状态的情况下，通过第三预定频率采集第一储能设备的储能状态，其中，第三预定频率小于第一预定频率，且小于第二预定频率。

在一些实施例中，该方法还包括：将采集的储能状态发送至通讯总线。

在一些实施例中，该方法还包括：在离心机的直流母线电压大于第一电压阈值的情况下，若导通直流母线与储能总线之间的电路，则获取直流母线的电流值；根据电流值确定传递给第一目标储能设备的电能；根据第一目标储能设备的储能变化量和传递给第一目标储能设备的电能，更新第一目标储能设备的电能传递损耗。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种离心机能量回馈电路控制器，包括：存储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器的指令执行上文中提到的任意一种方法。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现上文中提到的任意一种方法的步骤。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种离心机能量回馈电路，包括：第一开关管；第二开关管；和控制器，其中，第一开关管的第一端与离心机的直流母线连接，第一开关管的第二端与第二开关管的第一端连接；第二开关管的第二端与储能总线连接；第一开关管的控制端与控制器的第一接口连接，第二开关管的控制端与控制器的第二接口连接。

在一些实施例中，该电路还包括：第三开关管，其中，第三开关管的第一端与第一开关管的第二端连接，第三开关管的第二端与储能设备连接，第三开关管的控制端与控制器的第三接口连接；和储能设备，被配置为经过第一开关管和第三开关管获取来自直流母线的电能，或将储存的电能经过第一开关管和第三开关管提供给直流母线。

在一些实施例中，储能设备还被配置为经过第二开关管和第三开关管获取来自储能总线的电能，或将储存的电能经过第二开关管和第三开关管提供给储能总线。

在一些实施例中，控制器还包括第四接口，与通讯总线连接。

在一些实施例中，该电路还包括：回馈逆变单元，与直流母线和交流电网连接，被配置为将直流母线的电能传递给交流电网，其中，回馈逆变单元的控制端与控制器的第五接口连接。

在一些实施例中，控制器被配置为执行上文中提到的任意一种方法。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种离心机能量回馈系统，包括：至少两个离心机能量回馈电路，离心机能量回馈电路为上文中提到的任意一种；和储能总线，与每个离心机能量回馈电路的储能设备连接。

在一些实施例中，储能总线经过离心机能量回馈电路的第二开关管的第二端口与对应的离心机能量回馈电路的储能设备连接。

在一些实施例中，该系统还包括：通讯总线，与离心机能量回馈电路的控制器的第六接口连接，被配置为在离心机能量回馈电路的控制器之间传递信号。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本公开的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1为本公开的离心机能量回馈电路的一些实施例的示意图。

图2为本公开的离心机能量回馈电路的另一些实施例的示意图。

图3为本公开的离心机能量回馈系统的一些实施例的示意图。

图4为本公开的离心机能量回馈电路控制方法的一些实施例的流程图。

图5为本公开的离心机能量回馈电路控制方法的另一些实施例的流程图。

图6为本公开的离心机能量回馈电路控制器的一些实施例的示意图。

图7为本公开的离心机能量回馈控制器的另一些实施例的示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。

发明人发现，相关技术中对于离心机制动电能的储存方式存在储能容量不足或浪费的问题。

本公开的离心机能量回馈电路的一些实施例的示意图如图1所示。

离心机能量回馈电路中包括第一开关管101和第二开关管102。第一开关管的第一端与离心机的直流母线107连接，第一开关管101的第二端与第二开关管102的第一端连接，第二开关管102的第二端与储能总线18连接。在一些实施例中，当第一开关管101和第二开关管102均导通的情况下，直流母线107与储能总线18导通，则直流母线107的电能能够输送到储能总线18，储能总线18的电能能够输送至直流母线107。在一些实施例中，储能总线上可以直接或间接连接多个储能元件，从而使直流母线的电能能够储存至远端的储能元件，或利用远端储能元件的电能抬升直流母线的电压。本公开中的远端并不局限于距离上的远近，指设备不属于同一离心机能量回馈电路。在一些实施例中，离心机能量回馈电路与离心机一一对应。

上文所示实施例中的离心机能量回馈电路，能够经过开关管将直流母线107与储能总线18连接，使得直流母线与连接至储能总线的设备交换能量，从而扩展了离心机能量回馈电路的储能总量、提高了能量调度灵活度，进而提高了离心机制动的能量利用率。

在一些实施例中，如图1所示，离心机能量回馈电路中还可以包括第三开关管103和储能设备104。第三开关管103的第一端与第一开关管101的第二端连接，第三开关管的第二端与储能设备104连接。当第一开关管101和第三开关管103导通时，直流母线107与储能设备104导通，则直流母线107的电能能够输送到储能设备104，从而实现直流母线107中的电能储存至储能设备104，降低如制动过程中的能量消耗；储能设备104的储存的电能能够输送至直流母线107从而尽快提高直流母线电压，使储存的能量得到有效利用。

上文所示实施例中的离心机能量回馈电路，能够将直流母线107与储能设备104连接，使离心机能量回馈电路具备储能能力，进一步提高了能量调度灵活度、便捷度，降低传输过程中的能量损耗，提高了离心机制动的稳定性和能量利用率。

在一些实施例中，各个开关管的开、关通过其控制端的电平驱动，在一些实施例中，可以将各个开关管的控制端连接至控制设备，通过手动控制更改开关管的工作状态。这样的电路能够提高工作人员对电路工作状态的控制能力。

在一些实施例中，离心机能量回馈电路还包括回馈逆变单元105，与直流母线和交流电网连接，能够将直流母线的电能传递给交流电网19。在一些实施例中，回馈逆变单元106包括控制端，连接至对应的控制设备，通过手动控制更改回馈逆变单元106的工作状态来控制直流母线107与交流电网19之间的通断。

上文所示实施例中的离心机能量回馈电路，能够通过回馈逆变单元与交流电网19连接，从而使各个储能设备饱和、直流母线电能过剩的情况下，将电能回馈给交流电网，从而进一步降低能量损耗，提高能量利用率。

在一些实施例中，离心机能量回馈电路可以包括控制器，与开关管的控制端连接，控制开关管的开关。

在一些实施例中，离心机能量回馈电路包括第一控制器，第一开关管的控制端与第一控制器的第一接口连接，第一控制器通过第一接口输出对于第一开关管的控制信号，控制第一开关管的通断。在一些实施例中，当第一控制器输出预定第一电平时，第一开关管导通；当第一控制器输出预定第二电平时，第一开关管断开。

在一些实施例中，离心机能量回馈电路包括第二控制器，第二开关管的控制端与第一控制器的第二接口连接，第二控制器通过第二接口输出对于第二开关管的控制信号，控制第二开关管的通断。在一些实施例中，当第二控制器输出预定第一电平时，第二开关管导通；当第二控制器输出预定第二电平时，第二开关管断开。

在一些实施例中，离心机能量回馈电路包括第三控制器，第三开关管的控制端与第一控制器的第三接口连接，第三控制器通过第三接口输出对于第三开关管的控制信号，控制第三开关管的通断。在一些实施例中，当第三控制器输出预定第一电平时，第三开关管导通；当第三控制器输出预定第二电平时，第三开关管断开。

在一些实施例中，离心机能量回馈电路包括第五控制器，回馈逆变单元105的控制端与第五控制器的第五接口连接，第五控制器控制回馈逆变单元105的工作状态。在一些实施例中，当第五控制器输出预定第一电平时，回馈逆变单元导通，将直流母线电能输送至交流电网；当第五控制器输出预定第二电平时，回馈逆变单元断开，停止向交流电网馈电。

基于上文所示实施例，离心机能量回馈电路能够利用控制电平控制开关管和回馈逆变单元的工作状态，提高对于电流流向的控制能力和便捷度。

在一些实施例中，离心机能量回馈电路中还可以包括第四控制器，通过其第四接口与通讯总线连接。在一些实施例中，第四控制器能够接收来自通讯总线的信息，还能向通讯总线发送信号。在一些实施例中，向通讯总线发送的信号中可以包括储能设备104的储能状态信息，例如是否已经饱和或当前储存电能量；接收的来自通讯总线的信息可以包括与储能总线18连接的储能设备的储能状态信息。

基于上文所示实施例，离心机能量回馈电路能够交互储能状态，从而便于实现将电能存储至远端储能设备，或从远端储能设备调度电能。

在一些实施例中，上述第一到第五控制器中的至少两个可以为同一个控制器，通过不同接口向不同端口发送控制电平或信息。这样的控制器能够具备对多个元件的控制能力，有利于减少设备连接的复杂度，减小设备体积，有利于操作和维护。

在一些实施例中，如图2中所示，其中，第一开关管201、第二开关管202、第三开关管203、储能设备204、回馈逆变单元205、储能总线28和直流母线207与图1中所示的对应元件相似。离心机能量回馈电路中包括控制器206，分别与第一开关管201、第二开关管202、第三开关管203的控制端连接，通过对应接口的输出电平控制对应开关管的通断。在一些实施例中，控制器206还可以通过接口Sinv与回馈逆变单元205连接，控制回馈逆变单元的工作状态。

在一些实施例中，控制器206还能够检测直流母线207的电压抬升情况，在一些实施例中，如图2所示，通过连接在R1、R2间的接口获得母线电压采样U_dc。在一些实施例中，控制器206内包括第一比较器，能够将U_dc与预设阈值进行比较，根据比较结果确定向第一、第二、第三开关管的输出电平。例如，当U_dc大于储能阈值时，触发输出控制开关管201、202、203导通的电平；当U_dc小于等于储能阈值，触发输出控制开关管201、202、203断开的电平；当U_dc小于工作阈值时，输出控制开关管201、202、203导通的电平；当U_dc大于等于工作阈值时，触发输出控制开关管201、202、203断开的电平。在一些实施例中，上述基于比较器的输出结果控制不同电平的操作可以基于一个或多个比较器和与非门电路的配合实现。

基于上文所示实施例，离心机能量回馈电路能够基于对于直流母线的电能探测结果控制开关管的通断，从而提高电路控制的自动化程度。

在一些实施例中，离心机能量回馈电路中还可以包括与离心机的三相电路中每一相连接的通路，如图2中Q1～Q6、D1～D6所示，在一些实施例中，控制器206能够通过控制电平输出控制各通路的开关管，从而实现对各相通路的控制。基于上文所示实施例，离心机能量回馈电路能够基于相关技术中用于控制三相电路的控制器进行功能改进，无需添加新的控制硬件，降低了设备成本。

在一些实施例中，控制器206还能够获取离心机M0的工作状态，在一些实施例中，可以通过离心机与控制器之间的通信信号传输离心机M0的工作状态，如确定离心机处于启动、正常工作或制动状态。基于上文所示实施例，离心机能量回馈电路能够及时确定离心机处于启动、制动状态，由于启动、制动状态下存在较大的能量波动，这样的电路有助于及时应对能量波动，从而提高离心机工作的稳定性、可靠性。

在一些实施例中，控制器206还能够获取储能设备204的工作状态，例如通过电能采集的方式确定储能设备204是否饱和，或确定其储存的电量、剩余的容量等。基于上文所示实施例，离心机能量回馈电路能够及时确定储能设备204的储能状态，进而调整对于各个开关管、回馈逆变单元输出的控制电平。例如，当储能设备204的储能饱和时，若U_dc大于储能阈值，则向第三开关管203输出控制其断开的电平，避免对储能设备204的过充。

在一些实施例中，控制器206还可以与通讯总线29连接，向通讯总线29输出储能设备204的储能状态，还可以获取与储能总线28连接的其他储能设备的储能状态。如图2中所示，通过两个管脚SDA和SDK与通讯总线连接，其中，SDA传输IIC(Inter-IntegratedCircuit，集成电路总线)数据，SCK传输IIC时钟。基于上文所示实施例，离心机能量回馈电路能够及时与外部交互储能设备的储能状态，从而控制电能的流量，如确定储能的目标储能设备，或获取电能的目标储能设备，从而提高能量调度的准确度。

在一些实施例中，如图2所示，离心机能量回馈电路中还包括整流单元，位于交流电网与直流母线之间，供电网输入交流电经过整流单元进入到直流母线，供直流母线正常工作，提高离心机工作的可靠性。

本公开还提出一种离心机能量回馈系统。在一些实施例中，系统由驱动部分、储能部分、逆变部分三大部分组成。在一些实施例中，驱动部分采用传统永磁同步电机控制方案，电网输入交流电经过整流单元进入到直流母线，然后经过三对IGBT(Insulated GateBipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)桥臂逆变成永磁同步电机所需三相交流电，驱动永磁同步电机正常运转。储能单元由一个并联的大容量电容组构成。由充电时间可估算电容组的饱和情况，也可通过直接测量电容组电压得到电容组的充电情况。放电情况为充电的逆过程。

在一些实施例中，离心机能量回馈系统如图3所示，包括至少两个上文中任意一种离心机能量回馈电路，每个离心机能量回馈电路与对应的离心机连接，如图中M0～Mn所示，其中，n+1为系统中的离心机能量回馈电路数量。每个离心机能量回馈电路中包括各自的第一开关管301～3n1、第二开关管302～3n2、第三开关管303～3n3、储能设备304～3n4、回馈逆变单元305～3n5、直流母线307～3n7。在一些实施例中，每个离心机能量回馈电路中还包括各自的控制器306～3n6。在一些实施例中，控制器可以通过CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)实现。在一些实施例中，每个离心机能量回馈电路中还包括与离心机的三相电路中每一相连接的通路，如图3中Q1～Q6、Q1i～Q6i、D1～D6、D1i～D6i所示，在一些实施例中，对应的控制器3i6能够通过控制电平输出控制各通路的开关管，从而实现对各相通路的控制，i为1～n的正整数。基于上文所示实施例，离心机能量回馈系统能够基于相关技术中用于控制三相电路的控制器进行功能改进，无需添加新的控制硬件，降低了设备成本。

离心机能量回馈系统中还包括储能总线38，与每个离心机能量回馈电路的储能设备连接。在一些实施例中，储能总线38经过第二开关管32和第三开关管33与储能设备34连接，经过第二开关管3i2和第三开关管3i3与储能设备3i4连接，i为1～n的正整数。

基于上文所示实施例，离心机能量回馈系统能够通过储能总线38共享储能设备资源和储存的电能，从而提高对于储能设备资源的利用率和电能的利用率。

在一些实施例中，如图3所示，离心机能量回馈系统还包括通讯总线39，与各个离心机能量回馈电路的控制器的第六接口连接，能够在离心机能量回馈电路的控制器之间传递信号。在一些实施例中，该第六接口可以与上文中提到的第四接口为相同接口。

基于上文所示实施例，离心机能量回馈系统能够实现控制器之间的信息交互，方便确定可用的目标储能设备，提高对于储能设备资源和电能的利用率，以及调度的准确性，提高系统的安全性。

另外，如图3所示的系统采用模块化设计，多个系统组合只需连入通信总线及储能总线即可，有利于量产、装配、替换，有利于推广应用和扩展。

在一些实施例中，上文中提到的任意一种离心机能量回馈电路、离心机能量回馈系统中的控制器可以执行下文中提到的任意一种离心机能量回馈方法。

本公开的离心机能量回馈电路控制方法的一些实施例的流程图如图4所示。在一些实施例中，图4所示的方法会在包括但不限于离心机制动的情况下执行。在一些实施例中，控制器可以通过采集三相电路中一相或多相电流状态确定离心机的工作状态。

在步骤411中，获取离心机的直流母线的采样电压，并与阈值相比较。若直流母线电压＞第一电压阈值，则确定直流母线电压抬升过高，需要进行储能或向外输送，执行步骤412。

在一些实施例中，若直流母线电压抬升且＞第一电压阈值，则可以确定处于重制动状态，进入储能阶段；若母线电压此时抬升值未超过第一电压阈值，则认为此时制动为轻制动，产生可利用能量过小且利用率较低，可以不做处理。通过这样的方法，能够减少无效操作，提高储能效率。

在步骤412中，判断属于当前离心机能量回馈电路的第一储能设备的储能是否饱和。若储能饱和，则执行步骤413。在一些实施例中，当储能设备的储能大于等于储能上限阈值，则储能饱和。

在步骤413中，判断与储能总线连接的储能设备中是否存在第一目标储能设备。若存在第一目标储能设备，则执行步骤414。在一些实施例中，第一目标储能设备为储能未饱和，且电能传递损耗小于第一损耗阈值的储能设备。

在一些实施例中，任一储能设备的电能传递损耗指当前离心机能量回馈电路的直流母线电能传递至该储能设备时的电能损耗比例或损耗量。电能传递损耗与电能传输的距离、经过的各设备的参数相关，如与储能总线长度、截面半径、材质、连接损耗相关。在一些实施例中，可以根据预先测量设置离心机能量回馈电路之间的电能传递损耗，还可以在运行过程中逐渐更新参数。

在一些实施例中，根据来自通讯总线的储能状态信息，确定一个或多个与储能总线连接的储能设备的储能状态，该储能状态可以包括对应的储能设备是否饱和。在未饱和的储能设备中选择电能传递损耗最少或较小的储能设备作为第一目标储能设备。在一些实施例中，可以设置第一损耗阈值，在未饱和的储能设备中选择电能传递损耗小于第一损耗阈值的一个或多个储能设备作为第一目标储能设备。通过这样的方法，能够确保选择的进行储能的远端储能设备具备继续储能的能力，且使在路径上的电能损耗和产热在可控的状态，提高系统的可靠性、电能的利用率，也避免产热过多造成危险。

在一些实施例中，可以按照电能传递损耗从小到达的顺序逐个选择储能设备，当一个储能设备饱和后使用下一个储能设备，直至不存在能够满足电能传递损耗的储能设备，从而尽可能提高对电能的有效利用。

在步骤414中，导通当前的离心机能量回馈电路的直流母线与储能总线之间的电路，以便将直流母线的电能经储能总线传递给第一储能设备储存。进一步的，可以返回执行步骤411，监控直流母线的电压状态。在一些实施例中，当离心机完全停机时，停止充电，将已导通的开关管关断。在一些实施例中，当直流母线电压归0，则确定完全停机。

在一些实施例中，还可以向通讯总线发送第一电能传递指令，第一电能传递指令中包括第一目标储能设备所对应的控制器标识，以便第一目标储能设备所对应的控制器根据第一电能传递指令导通储能总线与第一目标储能设备之间的电路。

基于上文所示实施例中的方法，能够使得直流母线的电压抬升过高时能够将电能经储能总线存储在远端的储能设备，从而扩展了离心机能量回馈电路的储能总量，提高了离心机制动的稳定性和能量利用率。

在一些实施例中，如图4所示，离心机能量回馈电路控制方法还包括步骤415和416。

在上述步骤411中，若离心机的直流母线电压小于等于第一电压阈值，则执行步骤415。

在步骤415中，比较直流母线电压与第二电压阈值。若直流母线电压小于第二电压阈值，则执行步骤416，否则，返回执行步骤412。在一些实施例中，第二电压阈值小于等于第一电压阈值。若第二电压阈值等于第一电压阈值，则步骤411与步骤415为同一个步骤，即步骤411中若离心机的直流母线电压小于等于第一电压阈值，则执行步骤416。

在步骤416中，确定对于直流母线上的电能储能完成，断开直流母线与第一储能设备、直流母线与储能设备之间的电路连接。在一些实施例中，可以通过向对应的开关管输出断开电平的方式控制电路断开。在一些实施例中，可以控制上文中提到的第一、第二、第三开关管断开。

基于上文所示实施例中的方法，能够在储能完成的情况下及时断开储能通路，提高电路的安全、稳定性。

在一些实施例中，如图4所示，离心机能量回馈电路控制方法还包括步骤417。

在上述步骤412中，若确定属于当前离心机能量回馈电路的第一储能设备的储能未饱和，即直流母线电压抬升过高且第一储能设备的储能未饱和，则执行步骤417。

在步骤417中，导通直流母线与第一储能设备间的电路，以便将直流母线的电能储存至第一储能设备。在一些实施例中，可以控制上文提到的第一、第三开关管导通，第二开关管断开，从而实现向第一储能设备充电。进一步的，可以返回执行步骤411，监控直流母线的电压状态。

基于该实施例中的方法，能够优先向属于当前离心机能量回馈电路的储能设备充电，从而降低远距离传输造成的电能损耗，进一步提高电能利用率。

在一些实施例中，如图4所示，离心机能量回馈电路控制方法还包括步骤418。

在上述步骤413，若与储能总线连接的储能设备中不存在第一目标储能设备，即直流母线电压抬升过高、第一储能设备的储能饱和且不存在第一目标储能设备，则执行步骤418。

在步骤418中，切断直流母线与储能总线和第一储能设备间的电路，导通直流母线与交流电网间的回馈电路，以便将直流母线的电能回馈给交流电网。进一步的，可以返回执行步骤411，监控直流母线的电压状态。在一些实施例中，可以控制第一至三开关管断开，并控制回馈逆变单元开始工作，使直流母线的电能回馈给交流电网。

基于该实施例中的方法，能够在不存在损耗能够接受的且未饱和的储能设备的情况下，将直流母线电能回馈给交流电网，从而进一步降低电能浪费，提高电能利用率。

在一些实施例中，若控制器收到来自通讯总线的第一电能传递指令，且第一电能传递指令中的控制器标识与当前离心机能量回馈电路的控制器标识匹配，则控制器导通储能总线与第一储能设备之间的电路，以便将来自储能总线的电能储存至第一储能设备。在一些实施例中，控制器可以通过导通上述第二、三开关管的方式，导通储能总线与第一储能设备之间的电路。

本公开的离心机能量回馈电路控制方法的一些实施例的流程图如图5所示。

在步骤521中，离心机启动，执行步骤522。

在步骤522中，判断当前直流母线的电压是否小于工作电压。若小于工作电压，则执行步骤523。

在步骤523中，判断属于当前离心机能量回馈电路的第一储能设备的储能量是否大于第二储能阈值，第二储能阈值为储能设备向外提供能量的最低能量阈值。若第一储能设备的储能量大于第二储能阈值，则执行步骤524。

在步骤524中，导通第一储能设备与直流母线之间的电路，以便第一储能设备的电能传递给直流母线。在一些实施例中，可以通过导通第一、第三开关管的方式，使第一储能设备与直流母线之间的电路导通。而返回步骤522监测直流母线的电压。

基于该实施例中的方式，能够在离心机启动时优先使用第一储能设备中存储的能源，在提高对于能源的利用率的同时，提高离心机母线电压抬升的效率。

在一些实施例中，如图5所示，离心机能量回馈电路控制方法还可以包括步骤525和步骤526。

在一些实施例中，上述步骤522中，若当前直流母线的电压小于工作电压，则执行步骤523且执行步骤525。

在步骤525中，判断与储能总线连接的储能设备中是否存在第二目标储能设备。若存在第二目标储能设备，则执行步骤526。

在一些实施例中，第二储能设备为储能量大于第三储能阈值，且电能传递损耗小于第二损耗阈值的储能设备。在一些实施例中，第三储能阈值指对应储能设备向其他电路提供储能的阈值(在一些实施例中，该阈值可以与第二储能阈值相同)与若使用该储能设备的电能传递损耗之和，从而确保传递的储能在经过传递消耗后还有剩余电能到达直流母线。在一些实施例中，由于电能传递损耗可能会不同，则不同储能设备的第三储能阈值也可以不同。在一些实施例中，第二损耗阈值可以与第一损耗阈值相同或不同。

在一些实施例中，在离心机启动的情况下，可以根据来自通讯总线的储能状态信息，从与储能总线连接的储能设备中，选择具备足够的储能(储能量大于第三储能阈值)，且电能传递损耗在可接受范围内(小于第二损耗阈值)的一个或多个储能设备作为第二目标储能设备。

在步骤526中，导通直流母线与储能总线之间的电路，以便第二目标储能设备的电能经储能总线传递给直流母线。在一些实施例中，可以通过导通第一、第二开关管的方式导通直流母线与储能总线之间的电路。进而返回步骤522继续执行电压监测。

在一些实施例中，控制器还可以通过通讯总线向第二目标储能设备所属的离心机能量回馈电路的控制器发送第二电能传递指令第二电能传递指令中包括第二目标储能设备所对应的控制器的标识，以便第二目标储能设备所对应的控制器根据第二电能传递指令导通储能总线与第二目标储能设备之间的电路。

基于该实施例中的方法，能够在离心机启动时利用其它离心机能量回馈电路的储能设备的储能抬升直流母线电压，从而进一步提高离心机母线电压抬升的效率，缩短启动时间。

在一些实施例中，如图5所示，离心机能量回馈电路控制方法还可以包括步骤527。

在上述步骤522中，若确定直流母线的电压大于等于工作电压，则执行步骤527。

在步骤527中，断开直流母线与储能总线间，以及直流母线与第一储能设备间的电路，从而停止利用储能为直流母线供电的操作。在一些实施例中，可以断开第一、第二、第三开关管。

基于上文实施例中的方式，当直流母线电压达到工作电压时，能够停止利用储能抬升直流母线电压的操作，一方面减少电能浪费，另一方面也能够提高系统的稳定性。

在一些实施例中，如图5所示，离心机能量回馈电路控制方法还可以包括步骤528。

在上述步骤525中，若直流母线的电压小于工作电压，且不存在第二目标储能设备，则执行步骤528。

在步骤528中，断开直流母线与储能总线之间的电路，不使用远端储能设备为直流母线供电。在一些实施例中，可以通过断开第一、第二开关管的方式断开直流母线与储能总线之间的电路。

基于上文所示实施例中的方式，能够避免选择不合适的远端储能设备造成储能的过度损耗或在传输过程中造成过多的电能损耗，提高设备的使用寿命，进一步提高电能的有效利用率。

在一些实施例中，若控制器收到来自通讯总线的第二电能传递指令，且第二电能传递指令中的控制器标识与当前离心机能量回馈电路的控制器标识匹配，则导通储能总线与第一储能设备之间的电路，以便将第一储能设备的电能传递给储能总线，将第一储能设备的储能用于为其他电路的直流母线供能。在一些实施例中，控制器可以通过导通上述第二、三开关管的方式，导通储能总线与第一储能设备之间的电路。

通过上文所示各实施例中的方式，实现了多离心机系统联动，解决了单个离心机回馈储能容量不足的问题，同时通过采取特定的控制方式及算法，使得储能回馈与电网回馈相结合，更好地启动和制动离心机。

在一些实施例中，控制器还可以实时获取离心机的工作状态。在一些实施例中，控制器可以与离心机的电路或控制侧连接，确定离心机处于启动、正常工作或制动状态。在一些实施例中，当离心机处于制动状态时，控制器通过第一预定频率采集第一储能设备的储能状态。在一些实施例中，当离心机处于启动状态时，控制器可以通过第二预定频率采集第一储能设备的储能状态。由于启动、制动状态是电路储能发生较大变化的时机，在启动、制动状态下频繁采集储能状态能够及时更新储能变化情况，从而便于进行对应的电能调度，具体的调度逻辑可以如图4、5对应的实施例中所示。

在一些实施例中，当离心机处于正常工作状态(非制动启动状态)的情况下，通过第三预定频率采集第一储能设备的储能状态，其中，第三预定频率小于第一预定频率，且小于第二预定频率。通过这样的方法，能够在平稳工作状态下以较低的频率更新储能状态，在避免对于控制器资源造成不必要的消耗的同时，提高储能状态信息的准确性和时效性。

在一些实施例中，控制器将采集的储能状态发送至通讯总线。在一些实施例中，可以在每次采集后发送，提高数据的时效性；也可以在储能量发生变化时将储能量发送至通讯总线，从而降低对通讯总线的资源消耗。在一些实施例中，控制器可以在离心机每次启动完成，或完全停机后采集并发送储能状态，从而提高对于启动、制动状态下储能状态变化的监测能力，有利于基于该数据分析电路性能。

在一些实施例中，当离心机的直流母线电压大于第一电压阈值时，若导通直流母线与储能总线之间的电路，则控制器可以监测获取直流母线的电流值，并基于直流母线向储能总线供能的时长计算传递给第一目标储能设备的电能。进一步，控制器确定接收电能的第一目标储能设备的储能变化量，与控制器计算的传递给第一目标储能设备的电能进行比较，计算出传递量与变化量之间的差值确定与第一目标储能设备的电能传递损耗。在一些实施例中，控制器可以根据第一目标储能设备在接受储能后的储能量和接受储能之前的储能量之差，确定储能变化量。通过这样的方法，控制器能够及时更新各个远端储能设备与控制器所属电路之间的电能传递损耗，避免由于设备性能等变化造成的电能传递损耗评估错误，提高储能设备选择的准确性，降低能量浪费。

本公开离心机能量回馈电路控制器的一个实施例的结构示意图如图6所示。离心机能量回馈电路控制器包括存储器601和处理器602。其中：存储器601可以是磁盘、闪存或其它任何非易失性存储介质。存储器用于存储上文中离心机能量回馈电路控制方法的对应实施例中的指令。处理器602耦接至存储器601，可以作为一个或多个集成电路来实施，例如微处理器或微控制器。该处理器602用于执行存储器中存储的指令，能够提高离心机制动的能量利用率。

在一个实施例中，还可以如图7所示，离心机能量回馈电路控制器700包括存储器701和处理器702。处理器702通过BUS总线703耦合至存储器701。该离心机能量回馈电路控制器700还可以通过存储接口704连接至外部存储装置705以便调用外部数据，还可以通过网络接口706连接至网络或者另外一台计算机系统(未标出)。此处不再进行详细介绍。

在该实施例中，通过存储器存储数据指令，再通过处理器处理上述指令，能够提高离心机制动的能量利用率。

在另一个实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现离心机能量回馈电路控制方法对应实施例中的方法的步骤。本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

可能以许多方式来实现本公开的方法以及装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本公开的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本公开技术方案的精神，其均应涵盖在本公开请求保护的技术方案范围当中。

Claims (31)

1.一种离心机能量回馈电路控制方法，包括：在离心机的直流母线电压大于第一电压阈值的情况下，

若属于当前离心机能量回馈电路的第一储能设备的储能饱和，且与储能总线连接的储能设备中存在第一目标储能设备，则

导通所述直流母线与储能总线之间的电路，以便将所述直流母线的电能经所述储能总线传递给所述第一储能设备储存，其中，所述储能总线与多个储能设备连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一目标储能设备为储能未饱和，且电能传递损耗小于第一损耗阈值的储能设备。

3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：在离心机的直流母线电压大于第一电压阈值的情况下，若属于当前离心机能量回馈电路的第一储能设备的储能饱和，则

根据来自通讯总线的储能状态信息，确定一个或多个与所述储能总线连接的储能设备的储能状态；

根据每个储能设备的所述储能状态和电能传递损耗，在所述储能总线连接的储能设备中选择一个或多个所述第一目标储能设备。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括：

向所述通讯总线发送第一电能传递指令，所述第一电能传递指令中包括第一目标储能设备所对应的控制器标识，以便所述第一目标储能设备所对应的控制器根据所述第一电能传递指令导通所述储能总线与所述第一目标储能设备之间的电路。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：

接收来自通讯总线的第一电能传递指令；

若所述第一电能传递指令的控制器标识与当前离心机能量回馈电路的控制器标识匹配，则根据所述第一电能传递指令导通所述储能总线与所述第一储能设备之间的电路，以便将来自所述储能总线的电能储存至所述第一储能设备。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：在离心机的直流母线电压大于第一电压阈值的情况下，

若属于当前离心机能量回馈电路的第一储能设备的储能饱和，且与储能总线连接的储能设备中不存在第一目标储能设备，则

切断所述直流母线与所述储能总线和所述第一储能设备间的电路，导通所述直流母线与交流电网间的回馈电路，以便将所述直流母线的电能回馈给所述交流电网。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括：在离心机的直流母线电压大于第一电压阈值的情况下，

若属于当前离心机能量回馈电路的第一储能设备的储能未饱和，则

导通所述直流母线与所述第一储能设备间的电路，以便将所述直流母线的电能储存至所述第一储能设备。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在离心机的直流母线电压小于第二电压阈值的情况下，断开所述直流母线与第一储能设备、以及所述直流母线与所述储能总线的电路。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述离心机启动，且直流母线的电压小于工作电压的情况下，

若所述第一储能设备的储能量大于第二储能阈值，则导通所述第一储能设备与所述直流母线之间的电路，以便所述第一储能设备的电能传递给所述直流母线。

10.根据权利要求8所述的方法，还包括：在所述离心机启动，且所述直流母线的电压小于工作电压的情况下，

若与储能总线连接的储能设备中存在第二目标储能设备，则导通所述直流母线与所述储能总线之间的电路，以便所述第二目标储能设备的电能经所述储能总线传递给所述直流母线。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第二储能设备为储能量大于第三储能阈值，且电能传递损耗小于第二损耗阈值的储能设备。

12.根据权利要求10所述的方法，还包括：在所述离心机启动的情况下，

根据来自通讯总线的储能状态信息，确定一个或多个与所述储能总线连接的储能设备的储能状态；

根据每个储能设备的所述储能状态和电能传递损耗，在所述储能总线连接的储能设备中选择一个或多个第二目标储能设备。

13.根据权利要求10所述的方法，还包括：

向所述通讯总线发送第二电能传递指令，所述第二电能传递指令中包括第二目标储能设备所对应的控制器的标识，以便所述第二目标储能设备所对应的控制器根据所述第二电能传递指令导通所述储能总线与所述第二目标储能设备之间的电路。

14.根据权利要求10所述的方法，还包括：

接收来自通讯总线的第二电能传递指令；

若所述第二电能传递指令的控制器标识与当前离心机能量回馈电路的控制器标识匹配，则根据所述第二电能传递指令导通所述储能总线与所述第一储能设备之间的电路，以便将所述第一储能设备的电能传递给所述储能总线。

15.根据权利要求10所述的方法，还包括：在所述离心机启动，且所述直流母线的电压小于工作电压的情况下，若与储能总线连接的储能设备中不存在第二目标储能设备，则断开所述直流母线与所述储能总线之间的电路。

16.根据权利要求10的情况下，还包括：在所述离心机启动，且所述直流母线的电压大于工作电压的情况下，则

断开所述直流母线与所述储能总线间、和所述直流母线与所述第一储能设备间的电路。

17.根据权利要求1所述的方法，还包括：

获取离心机的工作状态；

还包括以下至少一项：

在所述工作状态为制动状态的情况下，通过第一预定频率采集所述第一储能设备的储能状态；或

在所述工作状态为启动状态的情况下，通过第二预定频率采集所述第一储能设备的储能状态。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括：

在所述工作状态为非制动启动状态的情况下，通过第三预定频率采集所述第一储能设备的储能状态，其中，所述第三预定频率小于所述第一预定频率，且小于所述第二预定频率。

19.根据权利要求17或18所述的方法，还包括：

将采集的所述储能状态发送至通讯总线。

20.根据权利要求1所述的方法，还包括：在离心机的直流母线电压大于第一电压阈值的情况下，若导通所述直流母线与储能总线之间的电路，则

获取所述直流母线的电流值；

根据所述电流值确定传递给所述第一目标储能设备的电能；

根据所述第一目标储能设备的储能变化量和传递给所述第一目标储能设备的电能，更新所述第一目标储能设备的电能传递损耗。

21.一种离心机能量回馈电路控制器，包括：

存储器；以及

耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器的指令执行如权利要求1至20任一项所述的方法。

22.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现权利要求1至20任意一项所述的方法的步骤。

23.一种离心机能量回馈电路，包括：

第一开关管；

第二开关管；和

控制器，

其中，所述第一开关管的第一端与离心机的直流母线连接，所述第一开关管的第二端与第二开关管的第一端连接；所述第二开关管的第二端与储能总线连接；所述第一开关管的控制端与所述控制器的第一接口连接，所述第二开关管的控制端与所述控制器的第二接口连接。

24.根据权利要求23所述的电路，还包括：

第三开关管，其中，所述第三开关管的第一端与所述第一开关管的第二端连接，所述第三开关管的第二端与储能设备连接，所述第三开关管的控制端与所述控制器的第三接口连接；和

储能设备，被配置为经过第一开关管和所述第三开关管获取来自所述直流母线的电能，或将储存的电能经过所述第一开关管和所述第三开关管提供给所述直流母线。

25.根据权利要求24所述的电路，其中，所述储能设备还被配置为经过所述第二开关管和所述第三开关管获取来自所述储能总线的电能，或将储存的电能经过所述第二开关管和所述第三开关管提供给所述储能总线。

26.根据权利要求23所述的电路，其中，所述控制器还包括第四接口，与通讯总线连接。

27.根据权利要求23所述的电路，还包括：回馈逆变单元，与所述直流母线和交流电网连接，被配置为将直流母线的电能传递给所述交流电网，其中，所述回馈逆变单元的控制端与所述控制器的第五接口连接。

28.根据权利要求23所述的电路，其中，所述控制器被配置为执行权利要求1～20任意一项所述的方法。

29.一种离心机能量回馈系统，包括：

至少两个离心机能量回馈电路，所述离心机能量回馈电路为权利要求23～28所述的任意一种；和

储能总线，与每个离心机能量回馈电路的储能设备连接。

30.根据权利要求29所述的系统，其中，所述储能总线经过离心机能量回馈电路的第二开关管的第二端口与对应的离心机能量回馈电路的储能设备连接。

31.根据权利要求29所述的系统，还包括：

通讯总线，与所述离心机能量回馈电路的控制器的第六接口连接，被配置为在离心机能量回馈电路的控制器之间传递信号。

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