基于串联双向变换器的储能系统及其控制方法

摘要

本发明公开了基于串联双向变换器的储能系统及其控制方法，主要应用于城市轨道交通车辆的节能。所述储能系统包含储能系统网侧接口电路、第一双向DC/DC变换器、第二双向DC/DC变换器、第一超级电容组模块、第二超级电容组模块、控制器、辅助控制器、综合显示控制器、第一超级电容组均衡控制器和第二超级电容组均衡控制器，采用五个控制器协调控制，实现对整个储能系统的控制。本发明克服了低压储能元件在高压牵引网应用的制动能量可靠吸收与释放控制、模块串联均压控制的问题，高效利用车辆制动能量来实现节能减排。

主权项

基于串联双向变换器的储能系统，其特征在于：包含储能系统网侧接口电路、第一双向DC/DC变换器、第二双向DC/DC变换器、第一超级电容组模块和第二超级电容组模块，所述第一双向DC/DC变换器的低压侧连接第一超级电容组模块，第二双向DC/DC变换器的低压侧连接第二超级电容组模块，所述第一双向DC/DC变换器和第二双向DC/DC变换器的高压侧均包含第一端和第二端，牵引网经储能系统网侧接口电路分别连接第一双向DC/DC变换器的第一端和第二双向DC/DC变换器的第二端，第一双向DC/DC变换器的第二端连接第二双向DC/DC变换器的第一端；该储能系统还包含中央控制器、辅助控制器、综合显示控制器、第一超级电容组均衡控制器和第二超级电容组均衡控制器，所述中央控制器分别与辅助控制器、综合显示控制器、第一超级电容组均衡控制器和第二超级电容组均衡控制器进行数据交互，所述中央控制器采集储能系统网侧接口电路的牵引网电压、电流以及第一、第二双向DC/DC变换器的高压侧电压、低压侧电压和输出电感电流并对这些信号进行监测，中央控制器根据采集信号和监测信号产生控制信号，并将控制信号传送给辅助控制器、综合显示控制器、第一超级电容组均衡控制器和第二超级电容组均衡控制器，从而控制整个储能系统的工作状态，所述辅助控制器分别采集储能系统网侧接口电路的牵引网电压、电流的硬件保护信号和开关触点信号以及第一、第二双向DC/DC变换器的电压、电流和温度的硬件保护信号并对这些信号进行监测，辅助控制器根据采集信号、监测信号以及中央控制器传来的控制信号控制储能系统网侧接口电路、第一双向DC/DC变换器和第二双向DC/DC变换器的状态，所述第一超级电容组均衡控制器采集第一超级电容组模块的端电压、均衡电流以及单体电压、温度的硬件保护信号并对这些信号进行监测，第一超级电容组均衡控制器根据采集信号、监测信号以及中央控制器传来的控制信号控制第一超级电容组模块的状态，所述第二超级电容组均衡控制器采集第二超级电容组模块的端电压、均衡电流以及单体电压、温度的硬件保护信号并对这些信号进行监测，第二超级电容组均衡控制器根据采集信号、监测信号以及中央控制器传来的控制信号控制第二超级电容组模块的状态，所述综合显示控制器接收并显示中央控制器传来的控制信号和状态信号。