【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种飞轮装置，尤其是涉及一种大功率飞轮储能变流器装置。
技术介绍
1、飞轮储能技术是利用电动机带动飞轮高速旋转，将电能转化为动能储存起来，在需要的时候再利用高速旋转的飞轮带动发电机发电释放出电能的储能方式。飞轮储能的技术优势是储能密度较高、充放电次数与充放电深度无关且充放电次数理论上无限、能量转换效率高、可靠性高、易维护、使用环境条件要求低、无污染等优点。目前飞轮储能主要应用于ups市场、电网调频、轨道交通、储能式电动汽车充电桩等场合。
2、但目前大功率飞轮储能单元(飞轮储能单元是指由飞轮及电机等相关结构构成的存储机械能的装置)尚未成熟应用，小功率飞轮储能单元具有更高的稳定性和可靠性，要实现大功率应用，多台小功率飞轮储能单元并机是一个发展方向，设计大功率、高可靠性、高响应速度、高效率、长寿命的飞轮储能变流器装置是飞轮储能大规模成熟应用的必须条件；目前市场应用中，很多场合是将飞轮储能变流器与飞轮储能单元一起放置于集装箱中，形成箱式结构，针对集装箱结构，设计分体式飞轮储能变流器装置是一个合情合理的选择。
技术实现思路
1、本技术基于飞轮储能的短时大功率快速响应的应用特点以及目前飞轮储能单元的现状，针对目前飞轮储能大功率单体飞轮储能单元尚未成熟应用的行业现状，提供了一种大功率飞轮储能变流器装置，解决了利用小功率成熟飞轮储能单元进行并联的方式实现大功率充放电需求，该大功率变流器分体式设计能很好的适应集装箱式安装及运输，同时利用集中控制系统设计解决了系统的功率响应及同步
2、一种大功率飞轮储能变流器装置，包括飞轮储能并网装置、飞轮储能变频装置和集中控制系统，所述飞轮储能变频装置两个一组，安装在同一柜体，所述飞轮储能并网装置单独安装在一个柜体，所述飞轮储能并网装置对应多个飞轮储能变频装置，所述集中控制系统与飞轮储能并网装置、飞轮储能变频装置相连接，设置有连接飞轮储能并网装置的pcs控制器、连接飞轮储能变频装置的ipm控制器，所述飞轮储能变频装置与飞轮储能单元相连接。
3、所述pcs控制器和ipm控制器采用dsp芯片与fpga芯片相结合的硬件结构配置，dsp芯片采用tms320f28335，fpga芯片采用xc3s500e，fpga负责变流器功率单元的驱动，以及电流、电压、温度采样，dsp负责数据处理、控制算法实现以及与外部进行数据交换，dsp与fpga间通过数据总线及控制总线实现快速、高效的数据存储及交换。
4、所述飞轮储能并网装置、飞轮储能变频装置均采用三电平拓扑结构设计，所述飞轮储能并网装置设计有lcl高性能滤波器单元。
5、所述飞轮储能并网装置的三电平拓扑结构包括igbt四并联u相模块、igbt四并联v相模块和igbt四并联w相模块，在lcl高性能滤波器单元与电网之间设置有防雷器。
6、所述集中控制系统包括pcs控制器、ipm控制器、集中通信控制器、pcs显示屏、串口网关以及西门子1500系列高性能plc，所述西门子1500系列高性能plc是系统总控，用于上位及远程控制，与集中通信控制器通过rs485实现控制及数据交换，与pcs显示屏及串口网关通过网口实现数据交换，所述集中通信控制器通过光纤与pcs控制器及ipm控制器进行数据交换，控制pcs控制器及ipm控制器。
7、所述pcs控制器用于控制pcs，与pcs显示屏通过rs485接口进行数据交换，同时还与集中通信控制器通过光纤进行数据交换。
8、所述ipm控制器用于控制ipm，与串口网关通过rs485接口进行数据交换，同时还与集中通信控制器通过光纤进行数据交换。
9、所述pcs显示屏通过rs485接口与pcs控制器通信，同时与plc通过网口通信，显示屏可将plc下发的控制命令及其他信息转发pcs控制器，同时也可将pcs控制器中各种状态信息转发给plc。
10、所述串口网关通过rs485接口与ipm控制器通信，同时与plc通过网口通信，串口网关可将plc下发的控制命令及其他信息转发ipm控制器，同时也可将ipm控制器中各种状态信息转发给plc。
11、还设置有ups电源，辅助供电均由ups电源提供。
12、所述大功率飞轮储能变流器装置，满足集装箱式的安装需要，同时满足飞轮大功率快速充放电特性，保证系统响应时间、功率精度、多台充放电同步性等性能满足要求。
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1.一种大功率飞轮储能变流器装置，其特征在于：包括飞轮储能并网装置、飞轮储能变频装置和集中控制系统，所述飞轮储能变频装置两个一组，安装在同一柜体，所述飞轮储能并网装置单独安装在一个柜体，所述飞轮储能并网装置对应多个飞轮储能变频装置，所述集中控制系统与飞轮储能并网装置、飞轮储能变频装置相连接，设置有连接飞轮储能并网装置的PCS控制器、连接飞轮储能变频装置的IPM控制器，所述飞轮储能变频装置与飞轮储能单元相连接；所述PCS控制器和IPM控制器采用DSP芯片与FPGA芯片相结合的硬件结构配置，DSP芯片采用TMS320F28335，FPGA芯片采用XC3S500E，FPGA负责变流器功率单元的驱动，以及电流、电压、温度采样，DSP负责数据处理、控制算法实现以及与外部进行数据交换，DSP与FPGA间通过数据总线及控制总线实现快速、高效的数据存储及交换；所述集中控制系统包括PCS控制器、IPM控制器、集中通信控制器、PCS显示屏、串口网关以及西门子1500系列高性能PLC，所述西门子1500系列高性能PLC是系统总控，用于上位及远程控制，与集中通信控制器通过RS485实现控制及数据交换，与
2.根据权利要求1所述的大功率飞轮储能变流器装置，其特征在于：所述飞轮储能并网装置、飞轮储能变频装置均采用三电平拓扑结构设计，所述飞轮储能并网装置设计有LCL高性能滤波器单元。
3.根据权利要求2所述的大功率飞轮储能变流器装置，其特征在于：所述飞轮储能并网装置的三电平拓扑结构包括IGBT四并联U相模块、IGBT四并联V相模块和IGBT四并联W相模块，在LCL高性能滤波器单元与电网之间设置有防雷器。
4.根据权利要求1所述的大功率飞轮储能变流器装置，其特征在于：所述PCS控制器用于控制PCS，与PCS显示屏通过RS485接口进行数据交换，同时还与集中通信控制器通过光纤进行数据交换。
5.根据权利要求1所述的大功率飞轮储能变流器装置，其特征在于：所述IPM控制器用于控制IPM，与串口网关通过RS485接口进行数据交换，同时还与集中通信控制器通过光纤进行数据交换。
6.根据权利要求1所述的大功率飞轮储能变流器装置，其特征在于：所述PCS显示屏通过RS485接口与PCS控制器通信，同时与PLC通过网口通信，显示屏可将PLC下发的控制命令及其他信息转发PCS控制器，同时也可将PCS控制器中各种状态信息转发给PLC。
7.根据权利要求5所述的大功率飞轮储能变流器装置，其特征在于：所述串口网关通过RS485接口与IPM控制器通信，同时与PLC通过网口通信，串口网关可将PLC下发的控制命令及其他信息转发IPM控制器，同时也可将IPM控制器中各种状态信息转发给PLC。
8.根据权利要求1所述的大功率飞轮储能变流器装置，其特征在于：还设置有UPS电源，辅助供电均由UPS电源提供。
...【技术特征摘要】
1.一种大功率飞轮储能变流器装置，其特征在于：包括飞轮储能并网装置、飞轮储能变频装置和集中控制系统，所述飞轮储能变频装置两个一组，安装在同一柜体，所述飞轮储能并网装置单独安装在一个柜体，所述飞轮储能并网装置对应多个飞轮储能变频装置，所述集中控制系统与飞轮储能并网装置、飞轮储能变频装置相连接，设置有连接飞轮储能并网装置的pcs控制器、连接飞轮储能变频装置的ipm控制器，所述飞轮储能变频装置与飞轮储能单元相连接；所述pcs控制器和ipm控制器采用dsp芯片与fpga芯片相结合的硬件结构配置，dsp芯片采用tms320f28335，fpga芯片采用xc3s500e，fpga负责变流器功率单元的驱动，以及电流、电压、温度采样，dsp负责数据处理、控制算法实现以及与外部进行数据交换，dsp与fpga间通过数据总线及控制总线实现快速、高效的数据存储及交换；所述集中控制系统包括pcs控制器、ipm控制器、集中通信控制器、pcs显示屏、串口网关以及西门子1500系列高性能plc，所述西门子1500系列高性能plc是系统总控，用于上位及远程控制，与集中通信控制器通过rs485实现控制及数据交换，与pcs显示屏及串口网关通过网口实现数据交换，所述集中通信控制器通过光纤与pcs控制器及ipm控制器进行数据交换，控制pcs控制器及ipm控制器。
2.根据权利要求1所述的大功率飞轮储能变流器装置，其特征在于：所述飞轮储能并网装置、飞轮储能变频装置均采用三电平拓扑结构设计，所述飞轮储能并网装置设计有...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱仲明，王团，张飞库，宇文博，苏位峰，冯哲，杜杰，
申请(专利权)人：华夏天信智能物联股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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