一种电能存储系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电能存储系统，包括控制系统，所述控制系统与移相角控制器、电压控制器、动力电池控制器、移相控制器和电量测量器相连；所述控制系统分别通过移相角控制器和移相控制器与双向变换器连接，所述双向变换器与储能单元相连；所述电量测量器与故障诊断模块连接，故障诊断模块与报警模块连接，电量测量模块通过数据转换模块电流采样模块连接。本发明专利技术能够实现高效的电能储存和利用。明能够实现高效的电能储存和利用。明能够实现高效的电能储存和利用。

【技术实现步骤摘要】
一种电能存储系统


[0001]本专利技术涉及电力系统，具体涉及一种电能存储系统。

技术介绍

[0002]储能单元是电能存储系统的核心部分，它由高能量密度的电池组成，例如锂离子电池或镍氢电池。电池的种类和数量可以根据需要进行选择和配置。电池组成的储能单元通常需要与充电和放电控制器相结合，以确保电池充电和放电的安全和稳定性。此外，为了防止电池的过充或过放，在选择和使用电能设备时，应该优先考虑高效能源设备，例如节能灯、能效电器、太阳能电池板、智能家居设备等等。这些设备能够在保证功能的前提下，最大限度地减少能源消耗，从而实现电能的高效利用。通过负载控制，可以实现对电能的合理分配和利用。例如，可以使用定时器或遥控器控制家庭用电，避免不必要的能源浪费。此外，还可以采用智能化技术，通过计算机系统控制负载，以最大限度地提高能源利用效率。电能管理系统是用于对电能进行管理和优化的计算机系统。通过电能管理系统，可以实现对电能的监测、分析和控制，以达到最优的电能利用效果。例如，可以通过电能管理系统监测负载、能耗、能源价格等因素，制定出最优的电能管理方案，实现电能的高效利用。
[0003]当前社会对能源的需求越来越大，如何高效地存储和利用电能成为亟待解决的问题。目前电能存储系统存在的问题是储能测量能力低下、控制能力不高，故障诊断识别能力差。如何实现储能测量、故障诊断以及功率分配是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种电能存储系统。
[0005]一种电能存储系统，包括控制系统，所述控制系统与移相角控制器、电压控制器、动力电池控制器、移相控制器和电量测量器相连；所述控制系统分别通过移相角控制器和移相控制器与双向变换器连接，所述双向变换器与储能单元相连；所述电量测量器与故障诊断模块连接，故障诊断模块与报警模块连接，电量测量模块通过数据转换模块电流采样模块连接；所述储能单元包括功率分配模块、储能元件和功率转换模块；多个储能元件通过所述功率转换模块连接电网，所述功率分配模块用于按照不同的截止频率将总功率分配给不同的蓄电池或超级电容；控制系统包括信息分解模块、特征提取模块、矩阵变换模块、储能判断模块、能量平衡控制模块和动态优化模块。其中所述信息分解模块用于将测量的电信号数据信息分解，通过信息分解模块对电路中的数据信息进行分级；所述特征提取模块用于提取电路中的测量数据信息；所述矩阵变换模块用于对测量的数据信息进行矩阵变化，以提高数据信息的处理能力，能量平衡控制模块用于控制电路中的数据信息，其中所述信息分解模块的输出端与特征提取模块的输入端连接，所述特征提取模块的输出端与矩阵变换模块的输入端连接，所述矩阵变换模块的输出端和能量平衡控制模块的输入端连接。
[0006]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过设计电能存储系统，在控制系统作用下，能够实现电能量的储能、电路中电流、电压变化，通过数据转换模块实现电路中数据信息的转换，
通过故障诊断模块对电路中的处理数据信息进行处理及处理，通过电量测量模块对电路中不同数据信息进行测量，异常数据新型通过报警模块进行报警、输出。所述控制系统还可以包括能量平衡控制和动态优化控制，能量平衡控制采用双闭环自抗扰控制策略用于控制储能单元的电能平衡，动态优化控制用于优化超级电容最小工作电压。现实意义还在于，储能单元采用高能量密度的电池，能够提高储能系统的能量密度，从而降低系统的体积和重量；控制模块采用高效率的控制器，能够提高储能系统的效率，减少能量损失，从而提高储能系统的经济性；变换器采用高效率的功率电子器件，能够将储能系统中的电能转化成高品质的交流电，提高储能系统的输出效率；控制系统采用智能化的算法，能够根据电网负载和储能系统状态等因素进行优化控制，提高电能的利用效率。因此，本专利技术能够实现高效的电能储存和利用，具有重要的应用价值。
附图说明
[0007]图1为本专利技术中电能存储系统的原理框架示意图；
[0008]图2为本专利技术中储能单元的结构示意图；
[0009]图3为本专利技术中控制系统的结构示意图。
具体实施方式
[0010]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明，使本专利技术的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。
[0011]如图1所示，本专利技术的电能存储系统包括控制系统，控制系统用于控制电路中的电气组件的工作状态，实现对储能元件充放能的控制，动态调控不同发电源的发电强度；其中所述控制系统包括与之相连的移相角控制器、电压控制器、动力电池控制器、移相控制器和电量测量器。
[0012]控制系统是用于控制移相角控制器、电压控制器、动力电池控制器、移相控制器和电量测量器之间的协调工作的计算机系统。控制系统采用智能化算法，以实现最佳的储能效率和输出效率。控制系统能够监控和调整储能系统的各个部分，以便在需要时调整充电、放电和变换器的工作方式。控制系统通过动力电池控制器与储能单元连接，所述控制系统分别通过移相角控制器和移相控制器与变换器连接，控制系统与电量测量器连接，电量测量器与故障诊断模块连接，故障诊断模块与报警模块连接，电量测量模块通过数据转换模块电流采样模块连接。
[0013]在控制系统作用下，能够实现电能量的储能、电路中电流、电压变化，通过数据转换模块实现电路中数据信息的转换，通过故障诊断模块对电路中的处理数据信息进行处理及处理，通过电量测量模块对电路中不同数据信息进行测量，异常数据新型通过报警模块进行报警、输出。
[0014]储能单元
[0015]储能单元是电能存储系统的核心部分，它可以由高能量密度的电池组成，例如锂离子电池或镍氢电池。电池的种类和数量可以根据需要进行选择和配置。电池组成的储能
单元通常需要与充电和放电控制器相结合，以确保电池充电和放电的安全和稳定性。此外，为了防止电池的过充或过放，还需要配备电池管理系统。
[0016]如图2所示，储能单元包括功率分配模块、储能元件和功率转换模块，储能元件可以是蓄电池或超级电容。多个储能元件通过功率转换模块连接电网，功率分配模块用于按照不同的截止频率将总功率分配给不同的蓄电池或超级电容，储能元件的输出端与功率转换单元的输入端连接，储能元件用于存储电能和释放电能，功率转换模块包括能量传递系统和直交流变换系统，所述能量传递系统用于储能与系统之间的功率变换和能量传递，所述直交流变换系统实现直流功率和交流功率之间的变换，所述能量传递系统的输出端与所述直交流变换系统的输入端。
[0017]功率分配模块包括依次连接的电能接收部、电能分类部、调度部和指令分配部。电能接收部用于接收太阳能、风能、水能、生物质能和地热能等不同发电源转化为的电能；电能分类部用于根据发电源的不同将电能分类；调度部和指令分配部按照不同的截止频率将总功率分配给不同的蓄电池或超级电容。
[0018]所述功率分配单元采用多次滑动均本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电能存储系统，其特征在于，包括控制系统，所述控制系统与移相角控制器、电压控制器、动力电池控制器、移相控制器和电量测量器相连；所述控制系统分别通过移相角控制器和移相控制器与双向变换器连接，所述双向变换器与储能单元相连；所述电量测量器与故障诊断模块连接，故障诊断模块与报警模块连接，电量测量模块通过数据转换模块电流采样模块连接；所述储能单元包括功率分配模块、储能元件和功率转换模块；多个储能元件通过所述功率转换模块连接电网，所述功率分配模块用于按照不同的截止频率将总功率分配给不同的蓄电池或超级电容；控制系统包括信息分解模块、特征提取模块、矩阵变换模块、储能判断模块、能量平衡控制模块和动态优化模块。其中所述信息分解模块用于将测量的电信号数据信息分解，通过信息分解模块对电路中的数据信息进行分级；所述特征提取模块用于提取电路中的测量数据信息；所述矩阵变换模块用于对测量的数据信息进行矩阵变化，以提高数据信息的处理能力，能量平衡控制模块用于控制电路中的数据信息，其中所述信息分解模块的输出端与特征提取模块的输入端连接，所述特征提取模块的输出端与矩阵变换模块的输入端连接，所述矩阵变换模块的输出端和能量平衡控制模块的输入端连接。2.根据权利要求1所述的电能存储系统，其特征在于，所述功率分配模块包括依次连接的电能接收部、电能分类部、调度部和指令分配部。3.根据权利要求2所述的电能存储系统，其特征在于，所述功率分配单元采用多次滑动均值滤波法，每个滑窗大小下产生的低频与高频信号的相关系数表达式为：式中，X
i
为低频信号，Y
i
为高频信号，ρ(X
i
,Y
i
)为N＝i时低频分量与高频分量的相关系数，N为窗口大小，Cov(X
i
,Y
i
)为N＝i时低频分量与高频分量的协方差，为N＝i时低频分量的标准差，为N＝i时高频分量的标准差，滤波次数的相关系数表达式为：式中，L
j
为K＝j时滤波产生的低频分量和高频分量，ρ(L
j
,H
j
)为K＝j时滤波产生的低频分量和高频分量的相关系数，Cov(L
j
,H
j
)为K＝j时滤波产生的低频分量和高频分量的协方差，K为滤波次数，为K＝j时低频分量的标准差，为K＝j时高频分量的标准差，第一次滤波后在60s内蓄电池预分配的功率指令表达式为：式中，N1为第一次滑动均值滤波的窗口大小，T0为混合储能的控制步长，为第一次滤波后在T0时段蓄电池预分配的功率指令，第二次滤波后在60s内蓄电池预分配的功率指令表达式为：
式中，N2为第二次滑动均值滤波的窗口大小，为第一次滤波后在T0时段蓄电池预分配的功率指令，第K次滤波后在60s内蓄电池预分配的功率指令表达式为：式中，N
K
为第K次滑动均值滤波的窗口大小，为第K次滤波后在T0时段蓄电池预分配的功率指令。4.根据权利要求1所述的电能存储系统，其特征在于，所述双向变换器包括双向DC/DC变换器与双向AC/DC变换器，所述储能单元通过双向DC/DC变换器与双向AC/DC变换器连接，双向AC/DC变换器连接电网。5.根据权利要求1所述的电能存储系统，其特征在于，所述故障诊断模块，用于诊断电路中电流采样信息、电压采样信息或者移相角数据信息，故障诊断模块连接报警模块，报警模块用于检测蓄电池与超级电容的异常，发送报警信息，并自动打印来自不同发电源的电能存储报告。报警模块包括故障管理部和报告生成部，所述故障管理部的输出端连接所述报告生成部的输入端，所述故障管理部包括故障确认、故障记录和故障处理。6.根据权利要求1所述的电能存储系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭啸峰，贾瑞杰，张春晖，黄凯铭，王帮名，李小芳，陈佳其，雷骥樊，冷鹏，赵靓玮，周洁，尹鹏，董保国，尹巍，
申请(专利权)人：湖南科鑫电力设计有限公司，
类型：发明
国别省市：