[发明专利]起重系统混合能量储能装置、系统及控制方法

权利要求书

1.一种混合能量储能系统，其特征在于，包括：电网、变压器组、集中滤波单元、集中整流单元、直流母线、至少一动力系统以及能量储能装置，所述电网依次通过变压器组、集中整流单元及集中滤波单元与直流母线电连接，所述直流母线分别与至少一动力系统及能量储能装置电连接；

所述能量储能装置包括：DC保护分断单元、混合能量储能单元以及BMS系统控制单元；所述混合能量储能单元分别与DC保护分断单元及BMS系统控制单元电连接；

所述BMS系统控制单元根据采集的混合能量储能单元、直流母线以及电网的电压控制混合能量储能单元进行充电/放电，所述混合能量储能单元通过DC保护分断单元吸收直流母线电连接的动力系统所产生的回馈能量实现充电，或通过DC保护分断单元向与直流母线连接的动力系统供电实现放电；

所述DC保护分断单元包括预充回路电路，以及与预充回路电路电连接的分断限流回路电路，所述预充回路电路包括总正接触器，以及串接的预充电阻器与预充接触器，所述总正接触器的两端分别与预充电阻器与预充接触器电连接，以在混合能量储能单元首次使用时均衡混合能量储能单元的端电压与直流母线的电压；所述分断限流回路电路包括总正熔断器及总负熔断器，所述总正熔断器的两端分别电连接总正输入/输出端子与总正接触器的一端，所述总负熔断器的两端分别电连接总负输入/输出端子与混合能量储能单元的负端，以在混合能量储能单元的充/放电电流过高时，切断混合能量储能单元的充/放电；

当动力系统产生回馈能量时，回馈能量直接通过与直流母线电连接的能量储能装置吸收，实现充电；当电网电压跌落不足以提供动力系统所需能量或突然断电时，动力系统所需电量由能量储能装置提供，实现放电；

在混合能量储能单元首次预充电时，所述混合能量储能单元的预充电压平台通过BMS系统控制单元采集直流母线的电压及混合能量储能单元的电压数据，判断电压数据是否达到主正接触器预设的吸合电压；若是则导通主正接触器，使混合能量储能单元处于充电状态；若否则导通预充接触器，使预充回路电路工作；

一段时间后，再次判断预充后的电压数据是否达到主正接触器预设的吸合电压；若是则导通主正接触器，使混合能量储能单元处于充电/放电状态；若否则导通预充接触器，使预充回路电路继续预充，直至预充后的电压数据达到主正接触器预设的吸合电压；

所述混合能量储能单元向与直流母线电连接的动力系统供电步骤中，具体包括：

在动力系统加速作业引起直流母线电压跌落时，根据BMS系统控制单元计算应释放的供电功率及供电电量，并控制混合能量储能单元以第一设定功率进行放电，使直流母线电压稳定在设定阈值范围内；

判断混合能量储能单元的端电压是否达到设定的第一下限值，若否则继续控制混合能量储能单元以第一设定功率进行放电，使直流母线电压稳定在设定阈值范围内；若是则控制混合能量储能单元通过DC/DC双向逆变器进行恒压或恒流放电；

再次判断混合能量储能单元的端电压是否达到设定的第二下限值，若否则继续控制混合能量储能单元通过DC/DC双向逆变器进行恒压或恒流放电，若是则停止混合能量储能单元放电，以待电网及回馈能量为动力系统供电。

2.如权利要求1所述的混合能量储能系统，其特征在于，所述能量储能装置包括：DC/DC双向变换器、DC保护分断单元、混合能量储能单元以及BMS系统控制单元，所述DC/DC双向变换器与DC保护分断单元电连接，所述DC保护分断单元与混合能量储能单元电连接，所述混合能量储能单元与BMS系统控制单元电连接；

所述BMS系统控制单元根据采集的混合能量储能单元、直流母线以及电网的电压控制混合能量储能单元进行充电/放电，所述混合能量储能单元依次通过DC保护分断单元及DC/DC双向变换器吸收直流母线电连接的动力系统所产生的回馈能量实现充电，或依次通过DC保护分断单元及DC/DC双向变换器向与直流母线连接的动力系统供电实现放电。

3.如权利要求1或2所述的混合能量储能系统，其特征在于，所述混合能量储能单元具体为锂电池组、超级电容组、串联组配的锂电池组与超级电容组以及并联组配的锂电池组与超级电容组中的任意一种，所述锂电池组、超级电容组、串联组配的锂电池组与超级电容组以及并联组配的锂电池组与超级电容组的充/放电均由BMS系统控制单元控制。