一种变频储能系统的制作方法

本发明涉及储能系统，特别是涉及一种变频储能系统。

背景技术：

1、储能系统是一种用于储存和释放能量的设备或系统。这些系统的目的是在能源产生和能源使用之间建立一个时间上的平衡，以便在需要能量的时候提供可靠的电力。储能系统在电力领域中尤为重要，因为它们有助于解决能源供应的不稳定性和间断性问题。对于多个负载电机设备运行的系统中，各个电机均由独立的变频器控制，电机制动时会产生制动能量，将多个负载电机通过公共直流母线并联，从而使得制动能量通过公共直流母线供给电动运行的负载电机使用，进而实现了负载之间能量的自我消纳。

2、然而，在现有的多负载变频电机系统中，负载之间能量的自我消纳难以将电机产生的制动能量进行最大限度的有效利用，大部分的制动能量转换为热能散失，不仅降低了电能利用效率，还增加了系统的散热负担。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对现有的多负载变频电机系统制动能量利用率低的技术问题，提供一种变频储能系统。

2、一种变频储能系统，该变频储能系统包括电源模块、变频电机模块、状态识别模块、控制模块以及储能模块，电源模块的输出端电连接变频电机模块的输入端；储能模块的输入端电连接变频电机模块的输出端，储能模块的输出端电连接变频电机模块的输入端；状态识别模块的输入端分别电连接电源模块、变频电机模块以及储能模块；控制模块的输入端电连接状态识别模块，控制模块的输出端电连接储能模块。

3、状态识别模块用于识别电源模块、变频电机模块以及储能模块的功率以及储能状态，继而通过控制模块控制储能模块的输出或储能状态。

4、变频电机模块包括若干驱动单元，若干驱动单元分别通过直流母线并联于电源模块的输出端；并且，若干驱动单元的输出端分别并联于储能模块的输入端，若干驱动单元的输入端分别并联于储能模块的输出端。

5、在其中一个实施例中，上述的每一驱动单元包括变频器以及电机，若干变频器分别通过直流母线并联于电源模块的输出端；并且，若干变频器的输出端分别并联于储能模块的出入端，若干变频器的输入端分别并联于储能模块的输出端；每一电机电连接于对应变频器的输出端。

6、在其中一个实施例中，上述的储能模块包括超级电容以及双向dc/dc变换器，双向dc/dc变换器的输入端分别电连接超级电容的输出端、直流母线的输出端以及控制模块的输出端；双向dc/dc变换器的输出端分别电连接超级电容的输入端以及直流母线的输入端。

7、在其中一个实施例中，上述的双向dc/dc变换器具有boost模式以及buck模式。

8、在其中一个实施例中，上述的当变频电机模块产生大量制动能量回馈至直流母线时，为了避免直流母线电压升高影响系统正常运行，双向dc/dc变换器在buck模式下运行，从而快速吸收制动能量；当超级电容向变频电机模块供电时，双向dc/dc变换器切换至boost模式将超级电容中的能量传输至直流母线的高压侧，从而实现能量的双向流动。

9、在其中一个实施例中，上述的储能模块还包括制动电阻，制动电阻电连接于双向dc/dc变换器与超级电容之间。

10、在其中一个实施例中，上述的状态识别模块包括状态识别单元以及模式选择单元，状态识别单元的输入端分别电连接电源模块的输出端、若干电机的输出端以及超级电容的输出端，状态识别单元的输出端分别电连接模式选择单元的输入端以及控制模块的输入端；模式选择单元的输出端电连接控制模块的输入端。

11、在其中一个实施例中，上述的模式选择单元的输出信号包括boost模式控制信号以及buck模式控制信号。

12、在其中一个实施例中，上述的当变频电机模块输出功率大于或等于30w、电源模块输出电压小于或等于550v、超级电容电压处于100v-200v范围内时，模式选择单元输出boost模式控制信号至控制模块。

13、在其中一个实施例中，上述的当变频电机模块输出功率小于或等于-30w、电源模块输出电压大于或等于580v、超级电容电压处于100v-200v范围内时，模式选择单元输出buck模式控制信号至控制模块。

14、在其中一个实施例中，上述的状态识别单元包括参数识别单元以及soc计算单元，参数识别单元的输入端分别电连接电源模块的输出端以及若干电机的输出端；soc计算单元的输入端电连接超级电容的输出端；参数识别单元的输出端以及soc计算单元的输出端分别电连接模式选择单元。

15、综上所述，本发明所揭示的变频储能系统通过设置状态识别模块来对变频电机模块的使用工况以及电源模块的输出电压进行实时监控，从而使得储能模块能够根据系统工况进行储能以及供电。电源模块的输入端接入电网，并向变频电机模块输出电能；当变频电机模块处于电动输出状态时，变频电机模块消耗电能；当变频电机模块处于制动状态时，变频电机模块的动能或势能等制动能量传输至储能模块进行储存；当电源模块输出电能不足，此时变频电机模块需要补能时，储能模块中储存的电能释放至变频电机模块完成变频电机模块制动量的有效利用；在该过程中，状态识别模块用于识别电源模块、变频电机模块以及储能模块的功率以及储能状态，继而通过控制模块控制储能模块的输出或储能状态，以此大大提升了变频电机模块的制动能量利用率。

技术特征：

1.一种变频储能系统，其特征在于，包括：电源模块、变频电机模块、状态识别模块、控制模块以及储能模块，所述电源模块的输出端电连接所述变频电机模块的输入端；所述储能模块的输入端电连接所述变频电机模块的输出端，所述储能模块的输出端电连接所述变频电机模块的输入端；所述状态识别模块的输入端分别电连接所述电源模块、所述变频电机模块以及所述储能模块；所述控制模块的输入端电连接所述状态识别模块，所述控制模块的输出端电连接所述储能模块；

2.根据权利要求1所述的变频储能系统，其特征在于，每一所述驱动单元包括变频器以及电机，若干所述变频器分别通过直流母线并联于所述电源模块的输出端；并且，若干所述变频器的输出端分别并联于所述储能模块的出入端，若干所述变频器的输入端分别并联于所述储能模块的输出端；每一所述电机电连接于对应所述变频器的输出端。

3.根据权利要求2所述的变频储能系统，其特征在于，所述储能模块包括超级电容以及双向dc/dc变换器，所述双向dc/dc变换器的输入端分别电连接所述超级电容的输出端、直流母线的输出端以及所述控制模块的输出端；所述双向dc/dc变换器的输出端分别电连接所述超级电容的输入端以及直流母线的输入端。

4.根据权利要求3所述的变频储能系统，其特征在于，所述双向dc/dc变换器具有boost模式以及buck模式；当所述变频电机模块产生大量制动能量回馈至直流母线时，所述双向dc/dc变换器在buck模式下运行；当所述超级电容向变频电机模块供电时，所述双向dc/dc变换器切换至boost模式将所述超级电容中的能量传输至直流母线的高压侧。

5.根据权利要求4所述的变频储能系统，其特征在于，所述储能模块还包括制动电阻，所述制动电阻电连接于所述双向dc/dc变换器与所述超级电容之间。

6.根据权利要求5所述的变频储能系统，其特征在于，所述状态识别模块包括状态识别单元以及模式选择单元，所述状态识别单元的输入端分别电连接所述电源模块的输出端、若干所述电机的输出端以及所述超级电容的输出端，所述状态识别单元的输出端分别电连接所述模式选择单元的输入端以及所述控制模块的输入端；所述模式选择单元的输出端电连接所述控制模块的输入端。

7.根据权利要求6所述的变频储能系统，其特征在于，所述模式选择单元的输出信号包括boost模式控制信号以及buck模式控制信号。

8.根据权利要求7所述的变频储能系统，其特征在于，当所述变频电机模块输出功率大于或等于30w、所述电源模块输出电压小于或等于550v、所述超级电容电压处于100v-200v范围内时，所述模式选择单元输出boost模式控制信号至所述控制模块。

9.根据权利要求8所述的变频储能系统，其特征在于，当所述变频电机模块输出功率小于或等于-30w、所述电源模块输出电压大于或等于580v、所述超级电容电压处于100v-200v范围内时，所述模式选择单元输出buck模式控制信号至所述控制模块。

10.根据权利要求9所述的变频储能系统，其特征在于，所述状态识别单元包括参数识别单元以及soc计算单元，所述参数识别单元的输入端分别电连接所述电源模块的输出端以及若干所述电机的输出端；所述soc计算单元的输入端电连接所述超级电容的输出端；所述参数识别单元的输出端以及所述soc计算单元的输出端分别电连接所述模式选择单元。

技术总结本发明公开了一种变频储能系统，该变频储能系统包括：电源模块、变频电机模块、状态识别模块、控制模块以及储能模块，电源模块的输出端电连接变频电机模块的输入端；储能模块的输入端电连接变频电机模块的输出端，储能模块的输出端电连接变频电机模块的输入端；状态识别模块的输入端分别电连接电源模块、变频电机模块以及储能模块；控制模块的输入端电连接状态识别模块，控制模块的输出端电连接储能模块。本发明的变频储能系统通过设置状态识别模块来对变频电机模块的使用工况以及电源模块的输出电压进行实时监控，从而使得储能模块能够根据系统工况进行储能以及供电，以此大大提升了变频电机模块的制动能量利用率。技术研发人员：刘海波,颜旺受保护的技术使用者：惠州市中源新能源有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1