一種超級電容儲能裝置的控制系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及儲能設備領域，尤其涉及一種超級電容儲能裝置的控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著軌道交通和智能直流電網(wǎng)的不斷發(fā)展，提高軌道交通的能源利用效率與更智能穩(wěn)定的直流電網(wǎng)已成為必然趨勢。目前，國內(nèi)地鐵列車制動時產(chǎn)生的電能，一部分被沿線車輛設備吸收使用，而另一部分則是通過制動電阻發(fā)熱的形式進行消耗，或者通過機械制動(地鐵列車中沒有制動電阻)摩擦消耗。這樣，大量可再生能量以發(fā)熱的方式白白浪費，同時還造成電直流電網(wǎng)電壓劇烈波動，進而對牽引供電直流電網(wǎng)構(gòu)成巨大壓力。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]基于上述【背景技術】存在的技術問題，本發(fā)明提出一種超級電容儲能裝置的控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)能量回收、儲存和再利用并保證超級電容儲能裝置的控制系統(tǒng)可靠運行的目的。
[0004]本發(fā)明提出了一種超級電容儲能裝置的控制系統(tǒng)，包括:儲能模塊、功率電路模塊、線路開關模塊、線路開關控制模塊、控制電路模塊和采樣模塊；
[0005]儲能模塊與功率電路模塊連接，功率電路模塊與線路開關模塊連接，線路開關模塊與線路開關控制模塊連接，線路開關控制模塊與控制電路模塊連接，控制電路模塊與采樣模塊連接，采樣模塊分別與儲能模塊、功率電路模塊和線路開關模塊連接；
[0006]采樣模塊用于對儲能模塊的電壓信號、功率電路模塊的電壓信號和線路開關模塊的狀態(tài)信號進行采樣并將采樣數(shù)據(jù)傳遞給控制電路模塊；
[0007]線路開關模塊包括主開關單元、功率開關單元和儲能開關單元；
[0008]控制電路模塊根據(jù)主開關單元的采樣信號發(fā)出控制指令；
[0009]線路開關控制模塊根據(jù)控制電路模塊發(fā)出的控制指令，令功率開關單元動作，使得功率電路模塊進行充電或不動作；
[0010]控制電路模塊根據(jù)功率電路模塊在充電狀態(tài)下的電壓信號發(fā)出控制指令，令儲能開關單元動作，使得儲能模塊進行充電、放電或不動作。
[0011]優(yōu)選地，主開關單元包括斷路器和隔離開關；功率開關單元包括預充電接觸器；儲能開關單元包括線路接觸器和放電接觸器；當控制電路模塊接收到主開關單元中斷路器和隔離開關的狀態(tài)信號是閉合狀態(tài)時，控制電路模塊向線路開關控制模塊發(fā)出指令，令線路預充電接觸器閉合為功率電路模塊進行充電；功率電路模塊在充電狀態(tài)下，當控制電路模塊接收到功率電路模塊的電壓信號低于儲能模塊的電壓信號時，控制電路模塊向線路開關控制模塊下達指令，令放電接觸器閉合，儲能模塊進行放電；當控制電路模塊接收到功率電路模塊電壓信號高于儲能模塊的電壓信號時，控制電路模塊向線路開關控制模塊下達指令，令放電接觸器斷開，線路接觸器閉合，儲能模塊進行充電；當控制電路模塊接收到功率電路模塊電壓信號與儲能模塊電壓信號相等時，控制電路模塊向線路開關控制模塊下達指令，令線路接觸器斷開，儲能模塊進入待機狀態(tài)。
[0012]優(yōu)選地，還包括為線路開關模塊的動作提供功率輸出的輔助電源模塊，輔助電源模塊與線路開關控制模塊連接。
[0013]優(yōu)選地，電容組模塊由12個電容模塊串聯(lián)形成。
[0014]優(yōu)選地，每個電容模塊由18個超級電容采用先并聯(lián)后串聯(lián)的方式形成。
[0015]優(yōu)選地，還包括均衡電路模塊，均衡電路模塊與儲能模塊連接用于檢測儲能模塊中各電容模塊的電壓狀態(tài)，當出現(xiàn)電容模塊電壓不均時，均衡電路模塊開始工作，采用能量轉(zhuǎn)移的均衡方法，使得各個電容模塊間的電壓均等。
[0016]本發(fā)明中，通過采樣模塊對線路開關模塊中各個開關單元的狀態(tài)信號進行采樣并將采樣數(shù)據(jù)傳遞給控制電路模塊，當狀態(tài)合適時(無故障狀態(tài)、隔離開關閉合)，控制電路模塊會向線路開關控制模塊發(fā)出控制指令，令功率開關單元動作，此時，功率電路模塊與外部直流電網(wǎng)系統(tǒng)接通，功率電路模塊開始充電工作；采樣模塊對工作狀態(tài)下的功率電路模塊的電壓信號進行采樣并將采樣數(shù)據(jù)傳遞給控制電路模塊，控制電路模塊根據(jù)功率電路模塊的電壓變化情況推算出直流電網(wǎng)的工作電壓的情況，當推算的結(jié)果是直流電網(wǎng)電壓值低于所采集到的儲能模塊的電壓信號時，控制線路模塊向線路開關控制模塊發(fā)出控制指令，令儲能開關單元動作，使得儲能模進行放電，即向直流電網(wǎng)輸送能量；當推算的結(jié)果是直流電網(wǎng)電壓值高于所采集到的儲能模塊的電壓信號時，控制線路模塊向線路開關控制模塊發(fā)出控制指令，令儲能開關單元動作，使得儲能模進行充電，即儲存能量；當推算的結(jié)果是直流電網(wǎng)電壓值等于所采集到的儲能模塊的電壓信號時，控制線路模塊向線路開關控制模塊發(fā)出控制指令，令儲能開關單元動作，使得儲能模處于待機狀態(tài)；當出現(xiàn)故障保護時，控制電路模塊發(fā)出保護信號，令整機停止工作，等待檢修。
[0017]本發(fā)明通過采樣模塊對系統(tǒng)中各個模塊的工作狀態(tài)進行實時采樣，控制電路模塊根據(jù)采樣模塊的實時采樣結(jié)果發(fā)出控制指令，控制儲能模塊進行充電、放電或待機，從而實現(xiàn)能量回收、儲存和再利用的目的。且本發(fā)明能夠合理利用電能資源，并且能夠有效降低直流電網(wǎng)電壓的劇烈波動，達到穩(wěn)定直流電網(wǎng)電壓的效果，保證超級電容儲能裝置的控制系統(tǒng)可靠運行。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明提出的一種超級電容儲能裝置的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面，通過具體實施例對本發(fā)明的技術方案進行詳細說明。
[0020]如圖1所示，圖1為本發(fā)明提出的一種超級電容儲能裝置的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]參照圖1，本發(fā)明實施例提出的一種超級電容儲能裝置的控制系統(tǒng)，包括:儲能模塊、功率電路模塊、線路開關模塊、線路開關控制模塊、控制電路模塊和采樣模塊；
[0022]儲能模塊與功率電路模塊連接，功率電路模塊與線路開關模塊連接，線路開關模塊與線路開關控制模塊連接，線路開關控制模塊與控制電路模塊連接，控制電路模塊與采樣模塊連接，采樣模塊分別與儲能模塊、功率電路模塊和線路開關模塊連接；
[0023]采樣模塊用于對儲能模塊的電壓信號、功率電路模塊的電壓信號和線路開關模塊的狀態(tài)信號進行采樣并將采樣數(shù)據(jù)傳遞給控制電路模塊；
[0024]線路開關模塊包括主開關單元、功率開關單元和儲能開關單元，其中，主開關單元包括斷路器和隔離開關；功率開關單元包括預充電接觸器；儲能開關單元包括線路接觸器和放電接觸器；
[0025]控制電路模塊根據(jù)主開關單元的采樣信號發(fā)出控制指令: