储能系统、方法和发电集成动力系统技术方案

本发明专利技术涉及动力系统领域，公开了一种储能系统、方法和发电集成动力系统，该储能系统包括：超级电容器组，用于切换各种展现状态以输出或存储各种形态的电能；控制单元，用于预设与永磁直线发电机的状态需求对应的超级电容器组的展现状态，获取所述永磁直线发电机的实际状态需求，控制超级电容器组切换至与所述永磁直线发电机的实际状态需求对应的展现状态。该本实施例实现了分级供电，更有利于LEG的控制和能量的回馈。

Energy storage system, method and integrated power generation system

【技术实现步骤摘要】
储能系统、方法和发电集成动力系统
本专利技术涉及动力系统领域，具体地，涉及一种储能系统、方法和发电集成动力系统。
技术介绍
内燃-直线发电集成动力系统(InternalCombustion-LinearGeneratorIntegratedPowerSystem，ICLGIPS)主要由四冲程自由活塞式内燃机、永磁直线发电机(LinearElectricGenerator，LEG)、储能系统、电控单位等构成。该内燃-直线发电集成动力系统可用于电动混合动力汽车取代传统内燃机，实现清洁高效利用能源，储能系统是其重要的组成部分，需要完成在短时间、大电流、感应电动势大范围变化条件下的储能及电能的高效、双向流动。ICLGIPS为典型的电机双向运行的系统，LEG需要在短时间内进行电动模式和发电模式的切换，对储能系统而言，需要在两个方向上实现能量模式和回馈能量模式的交替运行，对系统能量流的有效控制提出了更高的要求。现有技术中，选择高电压供电电源通过功率变化模块降压而为电机供电是常规的方法，如图1所示，但这种方法供电电源体积大，成本高；电机本身损耗较大；当系统电压变化范围较大时，使得效率降低或不能实现能量回馈。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种储能系统、方法和发电集成动力系统，该储能系统、方法和发电集成动力系统克服了现有技术中的储能系统效率降低或不能实现能量回馈的问题，实现了分级供电，更有利于LEG的控制和能量的回馈。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种储能系统，该储能系统包括：超级电容器组，用于切换各种展现状态以输出或存储各种形态的电能；控制单元，用于预设与永磁直线发电机的状态需求对应的超级电容器组的展现状态，获取所述永磁直线发电机的实际状态需求，控制超级电容器组切换至与所述永磁直线发电机的实际状态需求对应的展现状态。优选地，所述超级电容器组包括：至少两个超级电容，用于输出或存储电能；串并联电路，连接于所述至少两个超级电容，用于切换所述至少两个超级电容的各种展现状态，以使得所述超级电容输出或存储各种形态的电能。优选地，该储能系统还包括：功率变换器，用于传输所述超级电容器组与所述永磁直线发电机之间的电能，并切换各种展现状态；其中，所述控制单元还用于预设与所述超级电容器组的展现状态的变化状态对应的所述功率变换器的展现状态，获取所述超级电容器组的展现状态的实际变化状态，控制所述功率变换器切换至与所述实际变化状态对应的所述功率变换器的展现状态。优选地，所述超级电容器组的展现状态的变化状态包括：升压状态和降压状态；其中，所述功率变换器的展现状态包括与所述升压状态相对应的升压模态和与所述降压状态相对应的降压模态。优选地，该储能系统还包括：电压逆变器，用于传输所述功率变换器与所述永磁直线发电机之间的电能，并用于给所述永磁直线发电机提供连续的电能。优选地，所述控制单元还包括：过电压监测模块，用于监测到当所述超级电容器组、功率变换器和/或电压逆变器的电压超过预设电压的情况下，输出过电压报警信号；过电流监测模块，用于监测到当所述超级电容器组、功率变换器和/或电压逆变器的电流超过预设电流的情况下，输出过电流报警信号；和/或过温监测模块，用于监测到当所述超级电容器组、功率变换器和/或电压逆变器的温度是否超过预设温度的情况下，输出过温报警信号；其中，所述控制单元还用于响应所述过电压报警信号、过电流报警信号和/或过温报警信号,以输出中断信号至所述超级电容器组、功率变换器和电压逆变器。优选地，该储能系统还包括：报警单元，用于响应所述中断信号，执行报警。本专利技术还提供一种发电集成动力系统，该发电集成动力系统包括上述的储能系统。本专利技术还提供一种储能方法，该储能方法包括：预设与永磁直线发电机的状态需求对应的超级电容器组的展现状态，获取所述永磁直线发电机的实际状态需求，控制超级电容器组切换至与所述永磁直线发电机的实际状态需求对应的展现状态，以输出或存储各种形态的电能。优选地，该储能方法还包括：传输所述超级电容器组与所述永磁直线发电机之间的电能，并切换功率变换器的各种展现状态；预设与所述超级电容器组的展现状态的变化状态对应的所述功率变换器的展现状态，获取所述超级电容器组的展现状态的实际变化状态，控制所述功率变换器切换至与所述实际变化状态对应的所述功率变换器的展现状态，以传输所述超级电容器组与所述永磁直线发电机之间的电能。根据上述技术方案，本专利技术实现了把大范围变化的电压划分成几个小范围变化的段，每个小范围变化的电压段对应一个超级电容器组输出电能的形态，且该形态和永磁直线发电机的实际状态需求相关，利用超级电容器串并联切换技术缩小了功率变化器的电压变化范围。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是现有技术中的储能系统的电路图；图2A是本专利技术的一种实施方式的储能系统的拓扑框图；图2B是本专利技术的一种实施方式的所述超级电容器组的电路结构图；图3A是本专利技术的一种实施方式的储能系统的模块连接图；图3B是本专利技术的一种优选实施方式的储能系统的电路结构图；图4是本专利技术的一种实施方式的储能系统的拓扑框图；图5是本专利技术的一种实施方式的储能方法的流程图；以及图6是本专利技术的一种实施方式的储能方法的流程图。附图标记说明1超级电容器组2功率变换器3电压逆变器4控制单元。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。以下结合附图1-附图6对本专利技术的实施例进行详细的说明。图1为现有技术中的的储能系统的电路连接图，其主要存在：供电电源体积大，成本高；电机本身损耗较大；当系统电压变化范围较大时，使得效率降低或不能实现能量回馈的问题。基于上述的问题，提出了本专利技术的改进型方案。在下述实施例中，控制单元为型号为TMS320F2812DSP的能量控制单元根据系统的工作要求和能量流要求，工作模式通过能量流控制算法由控制单元实现，按照设定的控制策略，由DSP的数字控制计算器并处理输入信号，输出相应的控制信号。实施例一图2A为本实施例的一种新型的储能系统的拓扑框图。图2B为优选情况下，为了实现各种展现状态的切换，所述超级电容器组的电路结构图。以下结合附图2A和图2B进行该实施例的说明。本专利技术的储能系统可以包括：超级电容器组，用于切换各种展现状态以输出或存储各种形态的电能。其中，通过超级电容器的各种展现状态实现输出或存储各种形态的电能。超级电容组中的超级电容可以存储60V或任意电压值的电压，该电压值可以设置为任意需要的值，且超级电容可以通过展现不同的形态而实现不同的存储能力和电压供给能力。该实施例中，储能系统还包括控制单元，用于预设与永磁直线发电机的状态需求对应的超级电容器组的展现状态，获取所述永磁直线发电机的实际状态需求，控制超级电容器组切换至与所述永磁直线发电机的实际状态需求对应的展现状态。其中，所述控制单元，用于控制超级电容器组的展现状态，使得超级电容组能够展现出与预设的相同的状态。上述实施例实现了超级电容器组之间能量的平衡流动，且一个周本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种储能系统，其特征在于，该储能系统包括：超级电容器组，用于切换各种展现状态以输出或存储各种形态的电能；控制单元，用于预设与永磁直线发电机的状态需求对应的超级电容器组的展现状态，获取所述永磁直线发电机的实际状态需求，控制超级电容器组切换至与所述永磁直线发电机的实际状态需求对应的展现状态。

【技术特征摘要】
1.一种储能系统，其特征在于，该储能系统包括：超级电容器组，用于切换各种展现状态以输出或存储各种形态的电能；控制单元，用于预设与永磁直线发电机的状态需求对应的超级电容器组的展现状态，获取所述永磁直线发电机的实际状态需求，控制超级电容器组切换至与所述永磁直线发电机的实际状态需求对应的展现状态。2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述超级电容器组包括：至少两个超级电容，用于输出或存储电能；串并联电路，连接于所述至少两个超级电容，用于切换所述至少两个超级电容的各种展现状态，以使得所述超级电容输出或存储各种形态的电能。3.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，该储能系统还包括：功率变换器，用于传输所述超级电容器组与所述永磁直线发电机之间的电能，并切换各种展现状态；其中，所述控制单元还用于预设与所述超级电容器组的展现状态的变化状态对应的所述功率变换器的展现状态，获取所述超级电容器组的展现状态的实际变化状态，控制所述功率变换器切换至与所述实际变化状态对应的所述功率变换器的展现状态。4.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述超级电容器组的展现状态的变化状态包括：升压状态和降压状态；其中，所述功率变换器的展现状态包括与所述升压状态相对应的升压模态和与所述降压状态相对应的降压模态。5.根据权利要求3所述的储能系统，其特征在于，该储能系统还包括：电压逆变器，用于传输所述功率变换器与所述永磁直线发电机之间的电能，并用于给所述永磁直线发电机提供连续的电能。6.根据权利要求5所述的储能系...

【专利技术属性】
技术研发人员：张政，朱标，赵振全，后明钢，张青，徐业飞，李鹏飞，
申请(专利权)人：中航华东光电有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34