一種用于鋅溴液流電池的微網(wǎng)控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于鋅溴液流電池的微網(wǎng)控制器，其特征在于：所述的微控制器包括數(shù)字信號(hào)處理器將鋅溴電池、風(fēng)光發(fā)電源、負(fù)荷設(shè)備的通訊接口匯集起來，采集微網(wǎng)控制所需的信息，通過微網(wǎng)控制策略對再生能源進(jìn)行能量調(diào)節(jié)。由于采用上述的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明利用DSP專門搭建一個(gè)控制器擴(kuò)展通訊接口，對每個(gè)通訊接口設(shè)置專用功能，控制器內(nèi)嵌微網(wǎng)控制策略，使其成為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)硬件設(shè)備，將控制策略固化于其中，接口標(biāo)準(zhǔn)化、應(yīng)用簡單化，成為鋅溴電池的標(biāo)準(zhǔn)接口，消除鋅溴電池在大規(guī)模微網(wǎng)應(yīng)用的障礙。
【專利說明】
一種用于鋅溴液流電池的微網(wǎng)控制器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鋅溴液流電池的技術(shù)改進(jìn)，特別涉及一種用于鋅溴液流電池的微網(wǎng)控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]鋅溴液流電池與傳統(tǒng)的鉛酸電池不同，它不僅有儲(chǔ)能介質(zhì)，還需有充放電反應(yīng)器、儲(chǔ)能介質(zhì)輸送回路和充放電控制器等部件，需要將儲(chǔ)能介質(zhì)不斷循環(huán)的從儲(chǔ)液罐栗到反應(yīng)器中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，在此過程中需要電池控制系統(tǒng)嚴(yán)格控制充放電電流、電壓、電解液流速、壓力、溫度等參數(shù)。
[0003]電池控制系統(tǒng)是針對鋅溴電池本身技術(shù)需要而設(shè)立的，在與微網(wǎng)相聯(lián)時(shí)須按微網(wǎng)的控制策略來決定是充放電，依據(jù)微網(wǎng)的瞬時(shí)工況來確定放電功率的大小。
[0004]現(xiàn)有的微網(wǎng)控制器是通過微網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)完成的，在SCADA中置入對鋅溴電池的控制策略，這種方式須對SCADA進(jìn)行改進(jìn)擴(kuò)展通訊口，還需要在SCADA系統(tǒng)置入微網(wǎng)控制策略限制了鋅溴液流電池再實(shí)際大規(guī)模微網(wǎng)中的應(yīng)用。
[0005]針對上述問題，提供一種新型的微網(wǎng)控制器，嚴(yán)格控制鋅溴液流電池的充放電電流、電壓、電解液流速、壓力、溫度等參數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種用于鋅溴液流電池的微網(wǎng)控制器，實(shí)現(xiàn)對鋅溴液流電池的充放電電流、電壓、電解液流速、壓力、溫度等參數(shù)的嚴(yán)格控制。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種用于鋅溴液流電池的微網(wǎng)控制器，其特征在于:所述的微控制器包括數(shù)字信號(hào)處理器將鋅溴電池、光伏再生能源、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、負(fù)荷設(shè)備的通訊接口匯集起來，采集微網(wǎng)控制所需的信息，對再生能源進(jìn)行能量調(diào)節(jié)。
[0008]所述的數(shù)字信號(hào)處理器的COMl口與鋅溴電池管理系統(tǒng)通過光纖連接采集鋅溴電池的實(shí)時(shí)電壓值;COM2 口連接到鋰電池管理系統(tǒng)采集鋰電池的實(shí)時(shí)功率值;COM3 口與光伏電能接口連接采集光伏再生能源的實(shí)時(shí)發(fā)電功率值;COM4 口與風(fēng)機(jī)電能接口相聯(lián)，控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率實(shí)現(xiàn)輸出功率的穩(wěn)定;C0M5 口連接人機(jī)界面監(jiān)視微網(wǎng)運(yùn)行狀況;C0M6通過RS-485總線與儲(chǔ)能SCADA系統(tǒng)相接構(gòu)成微網(wǎng)分布式環(huán)境下鋅溴電池的監(jiān)控主機(jī);LAN 口與上一級(jí)調(diào)度接口，將儲(chǔ)能子系統(tǒng)納入整個(gè)微網(wǎng)，CAN口作為下一個(gè)控制器的級(jí)連接口，與多個(gè)控制器構(gòu)成多個(gè)并行分布式控制器。
[0009]所述的數(shù)字信號(hào)處理器通過COM3 口、COM4 口實(shí)時(shí)監(jiān)測再生能源的輸出功率Pe，當(dāng)再生能源的輸出高于微網(wǎng)設(shè)定值時(shí)(H_set)就給鋅溴電池充電，當(dāng)再生能源的輸出低于微網(wǎng)設(shè)定值1_8的時(shí)鋅溴電池就放電彌補(bǔ)再生能源的不足，數(shù)字信號(hào)處理器控制PCS的輸入或輸出功率大小，使再生能源與鋅溴儲(chǔ)能配合后總的輸出功率趨于平滑，處于區(qū)間。
[0010]所述的鋰電池管理系統(tǒng)與微網(wǎng)智能傳感儀表連接。
[0011]所述的風(fēng)機(jī)電能接口與風(fēng)機(jī)智能傳感儀表連接。
[0012]所述的光伏電能接口與光伏智能傳感儀表連接。
[0013]一種用于鋅溴液流電池的微網(wǎng)控制器，由于采用上述的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明利用DSP專門搭建一個(gè)控制器擴(kuò)展通訊接口，對每個(gè)通訊接口設(shè)置專用功能，控制器內(nèi)嵌微網(wǎng)控制策略，使其成為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)硬件設(shè)備，將控制策略固化于其中，接口標(biāo)準(zhǔn)化、應(yīng)用簡單化，成為鋅溴電池的標(biāo)準(zhǔn)接口，消除鋅溴電池在大規(guī)模微網(wǎng)應(yīng)用的障礙。
【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明；
[0015]圖1為本發(fā)明一種用于鋅溴液流電池的微網(wǎng)控制器的硬件配置圖；
[0016]圖2為本發(fā)明一種用于鋅溴液流電池的微網(wǎng)控制器的拓?fù)鋱D；
[0017]圖3為本發(fā)明一種用于鋅溴液流電池的微網(wǎng)控制器的功率控制圖；
[0018]在圖2中，1、數(shù)字信號(hào)處理器;2、鋅溴電池管理系統(tǒng);3、鋅溴電池;4、鋰電池關(guān)系系統(tǒng);5、鋰電池;6、光伏電能接口；7、光伏再生能源;8、風(fēng)機(jī)電能接口；9、風(fēng)力發(fā)電機(jī);10、人機(jī)界面;11、儲(chǔ)能SCADA; 12、調(diào)度接口； 13、級(jí)連接口。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明將微網(wǎng)控制所需的信息，通過鋅溴電池、風(fēng)(光)發(fā)電源、負(fù)荷等設(shè)備的通訊接口匯集起來，通過微網(wǎng)控制策略，實(shí)現(xiàn)鋅溴電池對再生能源的能量調(diào)節(jié)。微網(wǎng)控制系統(tǒng)(MGCS)。它以數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)為核心，嵌入了鋅溴電池應(yīng)用于微網(wǎng)的控制策略，以通訊為樞鈕，將微網(wǎng)與鋅溴電池結(jié)合在一起，獨(dú)立自成體系，實(shí)現(xiàn)鋅溴電池在微網(wǎng)中的應(yīng)用。
[0020]具體如圖1-2所示，本發(fā)明包括數(shù)字信號(hào)處理器I將鋅溴電池3、光伏再生能源7、風(fēng)力發(fā)電機(jī)9、負(fù)荷設(shè)備的通訊接口匯集起來，采集微網(wǎng)控制所需的信息，通過微網(wǎng)控制策略對再生能源進(jìn)行能量調(diào)節(jié)。
[0021]所述的數(shù)字信號(hào)處理器I的COMl口與鋅溴電池管理系統(tǒng)2通過光纖連接，采集鋅溴電3的實(shí)時(shí)電壓值;COM2 口連接到鋰電池管理系統(tǒng)4采集鋰電池5的實(shí)時(shí)功率值;COM3 口與光伏電能接口 6連接采集光伏再生能源7的實(shí)時(shí)發(fā)電功率值;COM4 口與風(fēng)機(jī)電能接口 8相聯(lián)，控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)9的輸出功率實(shí)現(xiàn)輸出功率的穩(wěn)定;C0M5 口連接人機(jī)界面1監(jiān)視微網(wǎng)運(yùn)行狀況;C0M6通過RS-485總線與儲(chǔ)能SCADA 11系統(tǒng)相接構(gòu)成微網(wǎng)分布式環(huán)境下鋅溴電池的監(jiān)控主機(jī);LAN 口與上一級(jí)調(diào)度接口 12，將儲(chǔ)能子系統(tǒng)納入整個(gè)微網(wǎng)，CAN 口作為下一個(gè)控制器的級(jí)連接口 13，與多個(gè)控制器構(gòu)成多個(gè)并行分布式控制器，一組控制器最多可以級(jí)連255個(gè)，可以使鋅溴電池的組合達(dá)到12.75Mffh，應(yīng)用于更大規(guī)模微網(wǎng)。
[0022]鋰電池管理系統(tǒng)4與微網(wǎng)智能傳感儀表連接。風(fēng)機(jī)電能接口8與風(fēng)機(jī)智能傳感儀表連接。光伏電能接口 5與光伏智能傳感儀表連接。
[0023]本發(fā)明的硬件以ARM9的處理器AT91SAM9260為核心，配置大容量的存儲(chǔ)器，擴(kuò)展了10個(gè)不同種類的通信接口(一個(gè)網(wǎng)口，一個(gè)光纖口，一個(gè)CAN口，一個(gè)USB，一個(gè)IRIG，五個(gè)RS-485 口)，可適應(yīng)不同的微網(wǎng)調(diào)度接口和功率傳感器接口，硬件配置圖如圖3所示
[0024]如圖3所示，所述的數(shù)字信號(hào)處理器I通過COM3 口、COM4 口實(shí)時(shí)監(jiān)測再生能源的輸出功率Pe，當(dāng)再生能源的輸出高于微網(wǎng)設(shè)定值時(shí)(H_set)就給鋅溴電池充電，當(dāng)再生能源的輸出低于微網(wǎng)設(shè)定值L_set時(shí)鋅溴電池就放電彌補(bǔ)再生能源的不足，數(shù)字信號(hào)處理器I控制PCS的輸入或輸出功率大小，使再生能源與鋅溴儲(chǔ)能配合后總的輸出功率趨于平滑，處于L_set和H_set區(qū)間。
[0025]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于鋅溴液流電池的微網(wǎng)控制器，其特征在于:數(shù)字信號(hào)處理器(I)將鋅溴電池(3)、光伏再生能源(7)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)(9)、負(fù)荷設(shè)備的通訊接口匯集起來，采集微網(wǎng)控制所需的信息，通過微網(wǎng)控制策略對再生能源進(jìn)行能量調(diào)節(jié)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鋅溴液流電池的微網(wǎng)控制器，其特征在于:所述的數(shù)字信號(hào)處理器(I)的COMl 口與鋅溴電池管理系統(tǒng)(2)通過光纖連接，采集鋅溴電(3)的實(shí)時(shí)電壓值;COM2 口連接到鋰電池管理系統(tǒng)(4)采集鋰電池(5)的實(shí)時(shí)功率值;COM3 口與光伏電能接口( 6)連接采集光伏再生能源(7)的實(shí)時(shí)發(fā)電功率值;COM4 口與風(fēng)機(jī)電能接口( 8)相聯(lián)，控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)(9)的輸出功率實(shí)現(xiàn)輸出功率的穩(wěn)定;C0M5 口連接人機(jī)界面(I O)監(jiān)視微網(wǎng)運(yùn)行狀況;C0M6通過RS-485總線與儲(chǔ)能SCADA( 11)系統(tǒng)相接構(gòu)成微網(wǎng)分布式環(huán)境下鋅溴電池的監(jiān)控主機(jī);LAN口與上一級(jí)調(diào)度接口( 12)，將儲(chǔ)能子系統(tǒng)納入整個(gè)微網(wǎng)，CAN口作為下一個(gè)控制器的級(jí)連接口(13)，與多個(gè)控制器構(gòu)成多個(gè)并行分布式控制器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鋅溴液流電池的微網(wǎng)控制器，其特征在于:所述的數(shù)字信號(hào)處理器(I)通過COM3 口、COM4 口實(shí)時(shí)監(jiān)測再生能源的輸出功率Pe，當(dāng)再生能源的輸出高于微網(wǎng)設(shè)定值時(shí)(H_set)就給鋅溴電池充電，當(dāng)再生能源的輸出低于微網(wǎng)設(shè)定值L_set時(shí)鋅溴電池(3)就放電彌補(bǔ)再生能源的不足，數(shù)字信號(hào)處理器(I)控制PCS的輸入或輸出功率大小，使再生能源與鋅溴儲(chǔ)能配合后總的輸出功率趨于平滑，處于區(qū)間。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鋅溴液流電池的微網(wǎng)控制器，其特征在于:所述的鋰電池管理系統(tǒng)(4)與微網(wǎng)智能傳感儀表連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鋅溴液流電池的微網(wǎng)控制器，其特征在于:所述的風(fēng)機(jī)電能接口(8)與風(fēng)機(jī)智能傳感儀表連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鋅溴液流電池的微網(wǎng)控制器，其特征在于:所述的光伏電能接口(6)與光伏智能傳感儀表連接。
【文檔編號(hào)】H02J4/00GK105896620SQ201610429307
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月16日
【發(fā)明人】秦小州, 王學(xué)兵, 楊波, 殷俊, 張紅瑾, 馮先進(jìn), 史培森
【申請人】安徽美能儲(chǔ)能系統(tǒng)有限公司