一种储能系统控制装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统控制领域，具体而言，涉及一种储能系统控制装置和方法。
【背景技术】
[0002]目前国内多个城市开始规划建设有轨电车项目，为减少线路对市区内环境的影响，在特殊路段区间常采用无接触网受流的方式，此时需要在车辆上配置储能系统用于满足有轨电车在该区间运行的供电。配置于车辆的储能系统不仅要满足车辆加速阶段大功率输出的要求，还要满足车辆的长距离运行里程时大能量输出的要求。现有技术中的储能系统通常单纯采用蓄电池或超级电容。然而，蓄电池的能量密度高，更适合满足车辆长距离运行的要求；而超级电容功率密度高，更适合满足车辆加速阶段等需要大功率输出阶段的要求。在现有的蓄电池与超级电容混合使用的储能系统配置时，首先需要了解车辆运行线路的情况，并根据不同的线路来进行仿真设计，对车辆的性能进行优化，包括车辆运行里程、使用寿命、加速性能、成本、体积、重量等，然后将优化后的固定配比的储能系统投入实际运行。
[0003]针对现有技术中采用蓄电池或超级电容的储能系统灵活性较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0004]本发明的主要目的在于提供一种储能系统控制装置和方法，以解决现有技术中采用蓄电池或超级电容的储能系统灵活性较低的问题。
[0005]为了实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种储能系统控制装置。根据本发明的储能系统控制装置包括:第一双向升降压系统，一端口连接电网与负载，另一端口连接蓄电池，用于实现双向直流电压变换；第二双向升降压系统，一端口连接电网与负载，另一端口连接超级电容，用于实现双向的直流电压变换；以及控制系统，用于控制第一双向升降压系统和第二双向升降压系统的工作模式，其中，工作模式包括升压工作模式和降压工作模式。
[0006]为了实现上述目的，根据本发明实施例的另一方面，提供了一种储能系统控制方法。根据本发明的储能系统控制方法包括:接收用于标识电网端电压状态的第一信号，以及用于标识第一双向升降压系统和第二双向升降压系统所在支路导通状态的第二信号；根据第一信号和第二信号，控制第一双向升降压系统或第二双向升降压系统工作于升压工作模式或降压工作模式，其中:当第一信号表征电网端有正常工作电压，且第二信号表征第一双向升降压系统所在支路导通时，控制第一双向升降压系统工作于降压工作模式，当第一信号表征电网端有正常工作电压，且第二信号表征第二双向升降压系统所在支路导通时，控制第二双向升降压系统工作于降压工作模式；当第一信号表征电网端无正常工作电压，且第二信号表征第一双向升降压系统所在支路导通时，控制第一双向升降压系统工作于升压工作模式；当第一信号表征电网端无正常工作电压，且第二信号表征第二双向升降压系统所在支路导通时，控制第二双向升降压系统工作于升压工作模式。
[0007]根据发明实施例，通过控制系统控制第一双向升降压系统和第二双向升降压系统工作于升压工作模式和降压工作模式，解决了现有技术中采用蓄电池或超级电容的储能系统灵活性较低的问题，达到了在电路结构上采用蓄电池和超级电容混合使用的配比拓扑进而降低储能系统总体积、重量、成本，使储能系统具有更强灵活性和实用性的效果。
【附图说明】
[0008]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0009]图1是根据本发明实施例的储能系统控制装置的示意图；
[0010]图2是根据本发明实施例的双向升降压系统的示意图；
[0011]图3是根据本发明实施例的升降压电路单元的示意图；
[0012]图4是根据本发明实施例的又一种储能系统控制装置的示意图；
[0013]图5是根据本发明实施例的又一种储能系统控制装置的示意图；以及
[0014]图6是根据本发明实施例的储能系统控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0015]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0016]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0017]需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0018]本发明实施例提供了一种储能系统控制装置。
[0019]图1是根据本发明实施例的储能系统控制装置的示意图。具体的，根据本发明实施例的储能系统，至少包括由蓄电池和超级电容。如图1所示，该储能系统控制装置包括:
[0020]第一双向升降压系统1，一端口连接电网4与负载5，另一端口连接蓄电池6，用于实现双向直流电压变换；
[0021]具体的，直流电压变换包括升压直流变换和降压直流变换，电网4向蓄电池6供电时，第一双向升降压系统I工作于降压模式，将电网电压降为合适的电压，对蓄电池6进行充电。蓄电池6向负载5供电时，第一双向升降压系统I工作于升压模式，将蓄电池的输出电压升为合适的电压，为负载供电。
[0022]第二双向升降压系统2，一端口连接电网4与负载5，另一端口连接超级电容7，用于实现双向的直流电压变换；
[0023]具体的，直流电压变换包括升压直流变换和降压直流变换，电网4向超级电容7供电时，第二双向升降压系统2工作于降压模式，将电网电压降为合适的电压，对超级电容7供电。超级电容7向负载5供电时，第二双向升降压系统2工作于升压模式，将超级电容的输出电压升为合适的电压，为负载供电。
[0024]控制系统3，用于控制第一双向升降压系统I和第二双向升降压系统2的工作模式，其中，工作模式包括升压工作模式和降压工作模式；
[0025]优选地，控制系统3获取电网4端的电压状态，控制第一双向升降压系统I和第二双向升降压系统2的工作模式，其中:
[0026]当电网4端有正常工作电压时，控制系统3控制第一双向升降压系统1，和/或，第二双向升降压系统2工作于降压工作模式；
[0027]当电网4端无正常工作电压时，控制系统3控制第一双向升降压系统1，和/或，第二双向升降压系统2工作于升压工作模式。
[0028]综上所述，根据本发明实施例提供的储能系统控制装置，在控制上做到了蓄电池和超级电容既可以同时充放电，又可以根据车辆的运行工况需求单独进行充放电。使得储能系统的大功率输出能力在满足低地板车加速性能和续航里程的同时，可以有效的降低储能系统整体配置成本，减小储能系统设备体积和重量。
[0029]图2是根据本发明实施例的储能系统控制装置中双向升降压系统的结构示意图。优选地，如图2所示，双向升降压系统，尤其是第一双向升降压系统I包括:
[0030]第一输入/输出单元30，用于作为降压工作模式下第一双向升降压系统I的输入端，或作为升压工作模式下第一双向升降压系统I的输出端；
[0031]第二输入/输出单元40，用于作为降压工作模式下第一双向升降压系统I的输出端，或作为升压工作模式下第一双向升降压系统I的输入端；
[0032]升降压电路单元50，连接于第一输入/输出单元30和第二输入/输出单元40之间，用于作为降压工作模式或升压工作模式下，第一双向升降压系统I的主电路。
[0033]优选地，第一双向升降压系统I的第一输入/输出单元30分别与电网4和负载5相连接，第二输入/输出单元40与蓄电池6相连接。
[0034]优选地，如图2所示，双向升降压系统，尤其是第二双向升降压系统2包括:
[0035]第一输入/输出单元30，用于作为降压工作模式下第一双向升降压系统I的输入端，或作为升压工作模式下第二双向升降压系统2的输出端；
[0036]第二输入/输出单元40，用于作为降压工作模式下第一双向升降压系统I的输出端，或作为升压工作模式下第二双向升降压系统2的输入端；
[0037]升降压电路单元50，连接于第一输入/输出单元30和第二输入/输出单元40之间，用于作为降压工作模式或升压工作模式下，第二双向升降压系统2的主电路。
[0038]优选地，第二双向升降压系统2的第一输入/输出单兀30分别与电网4和负载5相连接，第二输入/输出单元40与超级电容7相连接。
[0039]图3是根据本发明实施例的储能系统控制装置中升降压电路单元的示意图。优选地，第一双向升降压系统I和/或第二双向升降压系统2中的升降压电路单元50包括:
[0040]第一双向半桥电路，用于作为降压工作模式下，第一双向升降压系统I或第二双向升降压系统2的主电路；
[0041]第二双向半桥电路，用于作为升压工作模式下，第一双向升降压系统I或第二双向升降压系统2的主电路；
[0042]其中，第一双向半桥电路