本發(fā)明屬于變頻驅(qū)動(dòng)，具體涉及兼容能量回饋功能的儲(chǔ)能式節(jié)能系統(tǒng)、方法及程序產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
1、在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中，變頻技術(shù)普遍應(yīng)用于電梯、礦山提升機(jī)、港口起重機(jī)、工廠離心機(jī)、油田抽油機(jī)等場合，這些場合都存在負(fù)載勢能、動(dòng)能的變化，當(dāng)電動(dòng)機(jī)所傳動(dòng)的位能負(fù)載下放時(shí)，電動(dòng)機(jī)將可能處于再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)，或當(dāng)電動(dòng)機(jī)從高速制動(dòng)減到低速時(shí)，頻率突減，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械慣性使電動(dòng)機(jī)可能處于再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)。
2、再生發(fā)電制動(dòng)（又稱再生制動(dòng)或反饋制動(dòng)）是指在制動(dòng)工況下，將電動(dòng)機(jī)切換為發(fā)電機(jī)模式，利用車輛慣性帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生反轉(zhuǎn)力矩，將動(dòng)能或勢能轉(zhuǎn)化為電能并儲(chǔ)存或回饋電網(wǎng)的過程。其核心原理是電磁感應(yīng)，通過電動(dòng)機(jī)的反向工作實(shí)現(xiàn)能量回收，而非傳統(tǒng)摩擦制動(dòng)中將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能浪費(fèi)。
3、再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)下，傳動(dòng)系統(tǒng)中所儲(chǔ)存的機(jī)械能經(jīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換成電能，通過逆變器回送至變頻器的直流回路中，一般情況下會(huì)通過制動(dòng)電阻轉(zhuǎn)化成熱能將其消耗掉，也有一些場合增加了能量回饋設(shè)計(jì)，讓該部分電能通過能量回饋裝置回饋至電網(wǎng)，但是回饋至電網(wǎng)的電能不僅無法用于電能消耗抵扣，還會(huì)對電網(wǎng)產(chǎn)生諧波污染。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供兼容能量回饋功能的儲(chǔ)能式節(jié)能系統(tǒng)、方法及程序產(chǎn)品，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
3、第一方面，提供兼容能量回饋功能的儲(chǔ)能式節(jié)能系統(tǒng)，包括采集模塊、dc-dc模塊、儲(chǔ)能電池和控制模塊，所述采集模塊和dc-dc模塊的輸入端均連接在直流母線上，所述dc-dc模塊的輸出端連接儲(chǔ)能電池，所述控制模塊分別與采集模塊和dc-dc模塊電性連接，所述采集模塊用于采集直流母線的母線監(jiān)測參數(shù)，并將母線監(jiān)測參數(shù)傳輸至控制模塊，所述控制模塊用于根據(jù)母線監(jiān)測參數(shù)控制dc-dc模塊的工作狀態(tài)，所述dc-dc模塊用于根據(jù)控制模塊的控制將直流母線中的再生電能進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換后輸送給儲(chǔ)能電池存儲(chǔ)，或者將儲(chǔ)能電池存儲(chǔ)的電能進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換后輸送至直流母線。
4、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，所述系統(tǒng)還包括電源管理模塊，所述電源管理模塊分別連接儲(chǔ)能電池和控制模塊，用于對儲(chǔ)能電池進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，采集儲(chǔ)能電池的電池狀態(tài)參數(shù)，并將電池狀態(tài)參數(shù)傳輸至控制模塊，所述控制模塊用于根據(jù)電池狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行儲(chǔ)能電池的故障判定，并根據(jù)故障判定結(jié)果進(jìn)行故障預(yù)警。
5、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，所述電池狀態(tài)參數(shù)包括單體電池電壓、單體電池溫度、正極絕緣電阻、負(fù)極絕緣電阻、儲(chǔ)能電池總電壓和儲(chǔ)能電池總電流，所述母線監(jiān)測參數(shù)包括母線電壓和母線電流。
6、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，所述系統(tǒng)應(yīng)用于能量回饋設(shè)計(jì)場景，所述直流母線的一端連接電網(wǎng)，儲(chǔ)能電池充電時(shí)不會(huì)從電網(wǎng)取電，儲(chǔ)能電池放電時(shí)不會(huì)將電能回饋至電網(wǎng)。
7、第二方面，提供兼容能量回饋功能的儲(chǔ)能式節(jié)能方法，包括：
8、實(shí)時(shí)接收采集模塊上傳的母線監(jiān)測參數(shù)；
9、在根據(jù)母線監(jiān)測參數(shù)判定直流母線上的電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)，向dc-dc模塊發(fā)送至第一控制信號(hào)，使dc-dc模塊根據(jù)第一控制信號(hào)將直流母線中的再生電能進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換后輸送給儲(chǔ)能電池存儲(chǔ)；
10、在根據(jù)母線監(jiān)測參數(shù)判定直流母線上的電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，向dc-dc模塊發(fā)送至第二控制信號(hào)，使dc-dc模塊根據(jù)第二控制信號(hào)將儲(chǔ)能電池存儲(chǔ)的電能進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換后輸送至直流母線。
11、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，實(shí)時(shí)接收電源管理模塊上傳的電池狀態(tài)參數(shù)，所述電池狀態(tài)參數(shù)包括單體電池電壓、單體電池溫度、正極絕緣電阻、負(fù)極絕緣電阻、儲(chǔ)能電池總電壓和儲(chǔ)能電池總電流；
12、根據(jù)電池狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行儲(chǔ)能電池的故障判定，并在根據(jù)電池狀態(tài)參數(shù)判定儲(chǔ)能電池出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行故障預(yù)警。
13、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，所述在根據(jù)電池狀態(tài)參數(shù)判定儲(chǔ)能電池出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行故障預(yù)警，包括：
14、在根據(jù)電池狀態(tài)參數(shù)判定儲(chǔ)能電池出現(xiàn)三級(jí)故障時(shí)，輸出輕微故障預(yù)警信息；
15、在根據(jù)電池狀態(tài)參數(shù)判定儲(chǔ)能電池出現(xiàn)二級(jí)故障時(shí)，輸出緊急故障預(yù)警信息，并停止運(yùn)行；
16、在根據(jù)電池狀態(tài)參數(shù)判定儲(chǔ)能電池出現(xiàn)一級(jí)故障時(shí)，輸出嚴(yán)重故障預(yù)警信息，并控制dc-dc模塊斷開與直流母線的連接后停止運(yùn)行。
17、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，所述母線監(jiān)測參數(shù)包括母線電壓和母線電流，所述根據(jù)母線監(jiān)測參數(shù)判定直流母線上的電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，包括：
18、在母線電壓超過設(shè)定的第一電壓閾值和/或母線電流超過設(shè)定的第一電流閾值時(shí)，判定直流母線上的電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)。
19、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，所述母線監(jiān)測參數(shù)包括母線電壓和母線電流，所述根據(jù)母線監(jiān)測參數(shù)判定直流母線上的電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)，包括：
20、在母線電壓低于設(shè)定的第二電壓閾值和/或母線電流低于設(shè)定的第二電流閾值時(shí)，判定直流母線上的電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)。
21、第三方面，提供一種程序產(chǎn)品，當(dāng)所述程序產(chǎn)品在處理器上運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行第二方面中所述的方法。
22、有益效果：本發(fā)明可應(yīng)用于再生發(fā)電制動(dòng)場景，將電機(jī)再生發(fā)電產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存在儲(chǔ)能電池內(nèi)，在需要能量回饋時(shí)提供給電機(jī)使用，能在不改變原來電路和參數(shù)的情況下實(shí)現(xiàn)削峰填谷的節(jié)能效果，且整個(gè)過程自發(fā)自用，再生發(fā)電不會(huì)回饋至電網(wǎng)，無反向電能，不會(huì)產(chǎn)生諧波污染，減少了整機(jī)耗電量。同時(shí)，節(jié)能系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測運(yùn)行狀態(tài)，以在監(jiān)測到故障情況時(shí)進(jìn)行及時(shí)有效的預(yù)警，保證系統(tǒng)的運(yùn)行安全。本發(fā)明可應(yīng)用于能量回饋設(shè)計(jì)的場景，在儲(chǔ)能電池充電時(shí)不會(huì)從電網(wǎng)取電，在儲(chǔ)能電池放電時(shí)不會(huì)將電能回饋至電網(wǎng)。
1.兼容能量回饋功能的儲(chǔ)能式節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，包括采集模塊、dc-dc模塊、儲(chǔ)能電池和控制模塊，所述采集模塊和dc-dc模塊的輸入端均連接在直流母線上，所述dc-dc模塊的輸出端連接儲(chǔ)能電池，所述控制模塊分別與采集模塊和dc-dc模塊電性連接，所述采集模塊用于采集直流母線的母線監(jiān)測參數(shù)，并將母線監(jiān)測參數(shù)傳輸至控制模塊，所述控制模塊用于根據(jù)母線監(jiān)測參數(shù)控制dc-dc模塊的工作狀態(tài)，所述dc-dc模塊用于根據(jù)控制模塊的控制將直流母線中的再生電能進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換后輸送給儲(chǔ)能電池存儲(chǔ)，或者將儲(chǔ)能電池存儲(chǔ)的電能進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換后輸送至直流母線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼容能量回饋功能的儲(chǔ)能式節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括電源管理模塊，所述電源管理模塊分別連接儲(chǔ)能電池和控制模塊，用于對儲(chǔ)能電池進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，采集儲(chǔ)能電池的電池狀態(tài)參數(shù)，并將電池狀態(tài)參數(shù)傳輸至控制模塊，所述控制模塊用于根據(jù)電池狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行儲(chǔ)能電池的故障判定，并根據(jù)故障判定結(jié)果進(jìn)行故障預(yù)警。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兼容能量回饋功能的儲(chǔ)能式節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述電池狀態(tài)參數(shù)包括單體電池電壓、單體電池溫度、正極絕緣電阻、負(fù)極絕緣電阻、儲(chǔ)能電池總電壓和儲(chǔ)能電池總電流，所述母線監(jiān)測參數(shù)包括母線電壓和母線電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兼容能量回饋功能的儲(chǔ)能式節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)應(yīng)用于能量回饋設(shè)計(jì)場景，所述直流母線的一端連接電網(wǎng)，儲(chǔ)能電池充電時(shí)不會(huì)從電網(wǎng)取電，儲(chǔ)能電池放電時(shí)不會(huì)將電能回饋至電網(wǎng)。
5.兼容能量回饋功能的儲(chǔ)能式節(jié)能方法，應(yīng)用于權(quán)利要求2所述的控制模塊，其特征在于，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的兼容能量回饋功能的儲(chǔ)能式節(jié)能方法，其特征在于，所述方法還包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的兼容能量回饋功能的儲(chǔ)能式節(jié)能方法，其特征在于，所述在根據(jù)電池狀態(tài)參數(shù)判定儲(chǔ)能電池出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行故障預(yù)警，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的兼容能量回饋功能的儲(chǔ)能式節(jié)能方法，其特征在于，所述母線監(jiān)測參數(shù)包括母線電壓和母線電流，所述根據(jù)母線監(jiān)測參數(shù)判定直流母線上的電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的兼容能量回饋功能的儲(chǔ)能式節(jié)能方法，其特征在于，所述母線監(jiān)測參數(shù)包括母線電壓和母線電流，所述根據(jù)母線監(jiān)測參數(shù)判定直流母線上的電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)，包括：
10.一種程序產(chǎn)品，其特征在于，當(dāng)所述程序產(chǎn)品在處理器上運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行權(quán)利要求5-9任意一項(xiàng)所述的兼容能量回饋功能的儲(chǔ)能式節(jié)能方法。