本发明专利技术属于储能飞轮技术领域，提供了储能飞轮阵列系统的安全控制装置及安全控制方法。其中，该装置包括控制器及储能飞轮阵列系统，储能飞轮阵列系统包括开关柜及与其相连的多个并联储能阵列模块；储能阵列模块包括网侧变流器及与其相连的多个并联储能飞轮系统，储能飞轮系统包括机侧变流器、储能飞轮本体和制动电阻，制动电阻设置在机侧变流器和储能飞轮本体之间；控制器用于判断储能飞轮阵列系统的故障类型，当判断为电气系统故障时，根据电气系统内的故障元件，再依次确定开关柜的动作及开启制动电阻；当判断为储能飞轮本体故障时，闭合开关柜开关，开启制动电阻，根据故障时刻飞轮储能系统存储能量来确定故障储能飞轮本体的充放电工作。的充放电工作。的充放电工作。
【技术实现步骤摘要】
一种储能飞轮阵列系统的安全控制装置及安全控制方法
[0001]本专利技术属于储能飞轮
，尤其涉及一种储能飞轮阵列系统的安全控制装置及安全控制方法。
技术介绍
[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]飞轮储能系统是一种机电能量转换的储能装置，突破了化学电池的局限，用物理方法实现储能。通过电动/发电互逆式双向电机，电能与高速运转飞轮的机械动能之间的相互转换与储存，并通过调频、整流、恒压与不同类型的负载接口。在储能时，电能通过电力转换器变换后驱动电机运行，电机带动飞轮加速转动，飞轮以动能的形式把能量储存起来，完成电能到机械能转换的储存能量过程，能量储存在高速旋转的飞轮体中；之后，电机维持一个恒定的转速，直到接收到一个能量释放的控制信号；释能时，高速旋转的飞轮拖动电机发电，经电力转换器输出适用于负载的电流与电压，完成机械能到电能转换的释放能量过程。整个飞轮储能系统实现了电能的输入、储存和输出过程。
[0004]目前一般都是单台储能飞轮安全控制方法，如图1所示，都是通过制动电阻直接制动，制动电阻一般接入直流侧或飞轮侧。当刹车电阻接在直流侧且网侧变流器出现故障时，储能飞轮将无法刹车；当刹车电阻接在飞轮侧且机侧变流器与储能飞轮直接相连，若机侧变流器出现故障，则导致制动不可控。而且现有的单台储能飞轮安全控制策略简单且无法应用于整个储能飞轮阵列系统，从而无法保障整个储能飞轮阵列系统的稳定运行。
技术实现思路
[0005]为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本专利技术提供一种储能飞轮阵列系统、制动控制方法及电网系统，其适用于整个储能飞轮阵列系统的安全控制，能够保障整个储能飞轮阵列系统的稳定运行。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术的第一个方面提供了一种储能飞轮阵列系统的安全控制装置，其包括控制器及储能飞轮阵列系统，所述储能飞轮阵列系统包括开关柜及与其相连的多个并联储能阵列模块；所述储能阵列模块包括网侧变流器及与其相连的多个并联储能飞轮系统，所述储能飞轮系统包括机侧变流器、储能飞轮本体和制动电阻，所述制动电阻设置在机侧变流器和储能飞轮本体之间；
[0008]所述控制器用于判断储能飞轮阵列系统的故障类型，当判断为电气系统故障时，根据电气系统内的故障元件，再依次确定开关柜的动作及开启制动电阻；当判断为储能飞轮本体故障时，闭合开关柜开关，开启制动电阻，再根据故障时刻飞轮储能系统存储能量来确定故障储能飞轮本体的充放电工作。
[0009]作为一种实施方式，所述控制器用于：当判断电气系统内的开关柜故障时，执行开
关柜保护动作。
[0010]作为一种实施方式，所述控制器用于：当判断电气系统内的网侧变流器或机侧变流器故障时，执行开关柜关闭动作。
[0011]作为一种实施方式，所述控制器用于：当判断飞轮转速低于等于能满功率放电的最低转速时，控制故障飞轮继续靠本身的制动电阻制动，直至停止，然后再停止其他储能飞轮运行，关闭储能飞轮阵列系统，并进行故障排查与检修。
[0012]作为一种实施方式，所述控制器用于：当飞轮转速高于能满功率放电的最低转速，并且故障储能飞轮存储能量小于其他储能飞轮可吸收能量之和时，控制故障飞轮靠本身的制动电阻继续制动的同时，向其他储能飞轮放电，直至停止，然后再停止其他储能飞轮运行，关闭储能飞轮阵列系统，并进行故障排查与检修。
[0013]作为一种实施方式，所述控制器用于：当故障储能飞轮存储能量小于其他储能飞轮可吸收能量之和时，控制故障飞轮靠本身的制动电阻继续制动的同时断开其他储能飞轮本体与相应机侧变流器，控制其他侧变流器为相应制动电阻供电，使得故障飞轮同时共享使用其他储能飞轮的制动电阻，直至停止，然后再停止其他储能飞轮运行，关闭储能飞轮阵列系统，并进行故障排查与检修。
[0014]作为一种实施方式，所述控制器与第一继电器相连，所述第一继电器串接在机侧变流器和储能飞轮本体之间；
[0015]作为一种实施方式，所述控制器与第二继电器相连，所述第二继电器用于控制制动电阻的开启与断开。
[0016]作为一种实施方式，所述控制器与第三继电器相连，所述第三继电器串接在机侧变流器与网侧变流器之间。
[0017]作为一种实施方式，所述控制器与第四继电器相连，所述第四继电器串接在网侧变流器与开关柜之间。
[0018]本专利技术的第二个方面提供了一种基于如上述所述的储能飞轮阵列系统的安全控制装置的控制方法，其包括：
[0019]判断储能飞轮阵列系统的故障类型，当判断为电气系统故障时，根据电气系统内的故障元件，再依次确定开关柜的动作及开启制动电阻；当判断为储能飞轮本体故障时，闭合开关柜开关，开启制动电阻，再根据故障时刻飞轮储能系统存储能量来确定故障储能飞轮本体的充放电工作。
[0020]作为一种实施方式，当判断电气系统内的开关柜故障时，执行开关柜保护动作；
[0021]当判断电气系统内的网侧变流器或机侧变流器故障时，执行开关柜关闭动作。
[0022]作为一种实施方式，当判断飞轮转速低于等于能满功率放电的最低转速时，控制故障飞轮继续靠本身的制动电阻制动，直至停止，然后再停止其他储能飞轮运行，关闭储能飞轮阵列系统，并进行故障排查与检修。
[0023]作为一种实施方式，当飞轮转速高于能满功率放电的最低转速，并且故障储能飞轮存储能量小于其他储能飞轮可吸收能量之和时，控制故障飞轮靠本身的制动电阻继续制动的同时，向其他储能飞轮放电，直至停止，然后再停止其他储能飞轮运行，关闭储能飞轮阵列系统，并进行故障排查与检修。
[0024]作为一种实施方式，当故障储能飞轮存储能量小于其他储能飞轮可吸收能量之和
时，控制故障飞轮靠本身的制动电阻继续制动的同时断开其他储能飞轮本体与相应机侧变流器，控制其他侧变流器为相应制动电阻供电，使得故障飞轮同时共享使用其他储能飞轮的制动电阻，直至停止，然后再停止其他储能飞轮运行，关闭储能飞轮阵列系统，并进行故障排查与检修。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0026]本专利技术提供了一种储能飞轮阵列系统的安全控制装置及控制方法，首先判断储能飞轮阵列系统的故障类型，当判断为电气系统故障时，根据电气系统内的故障元件，再依次确定开关柜的动作及开启制动电阻；当判断为储能飞轮本体故障时，闭合开关柜开关，开启制动电阻，再根据故障时刻飞轮储能系统存储能量来确定故障储能飞轮本体的充放电工作，适用于整个储能飞轮阵列系统，提高了整个储能飞轮阵列系统的稳定运行；而且将每个储能飞轮本体与对应机侧变流器之间连接制动电阻，能大大提高制动效率，提高了安全性与冗余。
[0027]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0028]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种储能飞轮阵列系统的安全控制装置，其特征在于，包括控制器及储能飞轮阵列系统，所述储能飞轮阵列系统包括开关柜及与其相连的多个并联储能阵列模块；所述储能阵列模块包括网侧变流器及与其相连的多个并联储能飞轮系统，所述储能飞轮系统包括机侧变流器、储能飞轮本体和制动电阻，所述制动电阻设置在机侧变流器和储能飞轮本体之间；所述控制器用于判断储能飞轮阵列系统的故障类型，当判断为电气系统故障时，根据电气系统内的故障元件，再依次确定开关柜的动作及开启制动电阻；当判断为储能飞轮本体故障时，闭合开关柜开关，开启制动电阻，再根据故障时刻飞轮储能系统存储能量来确定故障储能飞轮本体的充放电工作。2.如权利要求1所述的储能飞轮阵列系统的安全控制装置，其特征在于，所述控制器用于：当判断电气系统内的开关柜故障时，执行开关柜保护动作；或所述控制器用于：当判断电气系统内的网侧变流器或机侧变流器故障时，执行开关柜关闭动作。3.如权利要求1所述的储能飞轮阵列系统的安全控制装置，其特征在于，所述控制器用于：当判断飞轮转速低于等于能满功率放电的最低转速时，控制故障飞轮继续靠本身的制动电阻制动，直至停止，然后再停止其他储能飞轮运行，关闭储能飞轮阵列系统，并进行故障排查与检修。4.如权利要求1所述的储能飞轮阵列系统的安全控制装置，其特征在于，所述控制器用于：当飞轮转速高于能满功率放电的最低转速，并且故障储能飞轮存储能量小于其他储能飞轮可吸收能量之和时，控制故障飞轮靠本身的制动电阻继续制动的同时，向其他储能飞轮放电，直至停止，然后再停止其他储能飞轮运行，关闭储能飞轮阵列系统，并进行故障排查与检修。5.如权利要求1所述的储能飞轮阵列系统的安全控制装置，其特征在于，所述控制器用于：当故障储能飞轮存储能量小于其他储能飞轮可吸收能量之和时，控制故障飞轮靠本身的制动电阻继续制动的同时断开其他储能飞轮本体与相应机侧变流器，控制其他侧变流器为相应制动电阻供电，使得故障飞轮同时共享使用其他储能飞轮的制动电阻，直至停止，然后再停止其他储能飞轮运行，关闭储能飞轮阵列系统，并进行故障排查与检修。6.如权利要求1所述的储能飞轮阵列系统的安...
【专利技术属性】
技术研发人员：王方胜，孙振江，姚强，王志强，苏森，
申请(专利权)人：华驰动能北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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