CN115833189B - 飞轮储能***的充放电控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供飞轮储能***的充放电控制方法、装置、设备及存储介质，飞轮储能***中包括多个并联设置的飞轮储能***，该方法包括：实时获取每台飞轮储能***的实时SOC值，以及飞轮储能***的实时网压；当检测到飞轮储能***中至少2台飞轮储能***的实时SOC值不相同时，且实时网压大于预设空载网压时，则控制目标飞轮储能***按照第一充电电压阈值进行充电；当检测到飞轮储能***中至少2台飞轮储能***的实时SOC值不相同时，且实时网压小于预设空载网压时，则控制目标飞轮储能***按照第一放电电压阈值进行放电。本发明可以实时调整飞轮储能***的充电/放电电压阈值，与线路的实时运行情况动态匹配。
Description
技术领域
本发明涉及飞轮储能技术领域，尤其涉及一种飞轮储能***的充放电控制方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
飞轮储能***是一种机电能量转换的储能装置，该***采用物理方法进行储能，并通过电动/发电互逆式双向电机实现电能与高速运转飞轮的机械动能之间的相互转换和储存。
飞轮储能***作为再生装置，已广泛应用于城市轨道交通领域的全线牵引所中。城市轨道交通在运行过程中需要频繁的启动和制动，在制动时，电机工作在发电状态，产生的电能返回到飞轮储能***中以机械能的形式存储在高速旋转的飞轮转子中，当转子达到额定转速时，速度不再继续增加。在启动牵引时，飞轮储能***可以释放能量供给列车牵引。
由于轨道交通属于动态流，列车发车间隔、车辆密度、线路网压都在时刻变化，目前，大多采用均值调整的策略，无法实现飞轮储能***中每台飞轮储能***的充电/放电电压阈值与线路的实时运行情况动态匹配。因此，亟需一种动态调整飞轮储能***中每个飞轮储能***的充电/放电电压阈值的方法。
发明内容
本发明实施例提供了一种飞轮储能***的充放电控制方法、装置、设备及存储介质，以解决目前飞轮储能***的充电/放电电压阈值无法与线路的实时运行情况动态匹配的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种飞轮储能***的充放电控制方法，飞轮储能***中包括多个并联设置的飞轮储能***，充放电控制方法包括：
实时获取每台飞轮储能***的实时SOC值，以及飞轮储能***的实时网压；
当检测到飞轮储能***中至少2台飞轮储能***的实时SOC值不相同时，且实时网压大于预设空载网压时，则控制目标飞轮储能***按照第一充电电压阈值进行充电，其中，目标飞轮储能***为飞轮储能***中的任意一个飞轮储能***；
当检测到飞轮储能***中至少2台飞轮储能***的实时SOC值不相同时，且实时网压小于预设空载网压时，则控制目标飞轮储能***按照第一放电电压阈值进行放电；其中，第一充电电压阈值和第一放电电压阈值根据目标飞轮储能***的实时SOC值、初始充电电压阈值或初始放电电压阈值计算得到的。
在一种可能的实现方式中，当检测到飞轮储能***中只有第m个牵引所内的全部飞轮储能***未正常工作时，则控制第m+1个或第m-1个牵引所内的所有飞轮储能***的实时功率之和按照第一预设功率进行工作；
其中，每个牵引所内至少包括一台飞轮储能***，第m个牵引所为第一个牵引所或最后一个牵引所；第一预设功率为当飞轮储能***中所有飞轮储能***均正常工作时，第m个牵引所内的全部飞轮储能***的初始功率之和与m+1个牵引所内的全部飞轮储能***的初始功率之和，或第m个牵引所内的全部飞轮储能***的初始功率之和与m-1个牵引所内的全部飞轮储能***的初始功率之和，m为正整数。
在一种可能的实现方式中，当检测到飞轮储能***中只有第n个牵引所内的全部飞轮储能***未正常工作时，则控制第n+1个牵引所内的全部飞轮储能***的实时工作功率之和按照第二预设功率进行工作，控制第n-1个牵引所内的全部飞轮储能***的实时工作功率之和按照第三预设功率进行工作；
其中，每个牵引所内至少包括一台飞轮储能***，第n个牵引所为中间的任意一个牵引所，第二预设功率根据第n个牵引所与第n-1个牵引所之间的距离、第n+1个牵引所与第n-1个牵引所之间的距离、以及第n+1个牵引所和第n个牵引所内的飞轮储能***均正常工作时的功率计算得到；第三预设功率根据第n个牵引所与第n+1个牵引所之间的距离、第n+1个牵引所与第n-1个牵引所之间的距离、以及第n-1个牵引所和n个牵引所内的飞轮储能***均正常工作时的功率计算得到。
在一种可能的实现方式中，第二预设功率为：
；
第三预设功率为：
；
其中，为第n+1个牵引所内的所有飞轮储能***的初始功率之和，为第n-1个牵引所内的所有飞轮储能***的初始功率之和，为当第n个牵引所内的全部飞轮储能***均正常工作时，第n个牵引所内的所有飞轮储能***的初始功率之和，为第n+1个牵引所与第n个牵引所之间的距离，为第n-1个牵引所与第n个牵引所之间的距离。
在一种可能的实现方式中，当检测到飞轮储能***中有多个中间牵引所内的全部飞轮储能***未正常工作时，则控制其它牵引所内的飞轮储能***的实时功率之和按照各自的最大功率进行工作。
在一种可能的实现方式中，第一充电电压阈值△Uct为：
△Uct= Ucsi+△Uci；
△Uci=△SOCi×Uci，Uci=Ucmax- Ucmin-△Ucsi，Ucsi=U0+△Ucsi；
△SOCi= SOCi-SOCav；
其中，Ucsi为第i个飞轮储能***的初始充电电压阈值，△Uci为第i个飞轮储能***的实时充电电压偏置值，△SOCi为第i个飞轮储能***的SOC差值，Uci为充电电压偏置值区间，Ucmax和Ucmin分别为按照最大功率充电或按照最小功率充电时的电压值，△Ucsi第i个飞轮储能***的初始充电电压偏置值，U0为预设空载网压，SOCi为第i个飞轮储能***的实时SOC值，SOCav为飞轮储能***中所有飞轮储能***的实时SOC值的均值。
在一种可能的实现方式中，第一放电电压阈值△Udt为：
△Udt= Udsi+△Udi；
△Udi=△SOCi×Udi，Udi=Udmax- Udmin+△Udsi，Udsi= U0-△Udsi；
△SOCi= SOCi-SOCav；
其中，Udsi为第i个飞轮储能***的初始放电电压阈值，△Udi为第i个飞轮储能***的实时放电电压偏置值，△SOCi为第i个飞轮储能***的SOC差值，Udi为放电电压偏置值区间，Udmax和Udmin分别为按照最大功率放电或按照最小功率放电时的电压值，△Udsi第i个飞轮储能***的初始放电电压偏置值，U0为预设空载网压，SOCi为第i个飞轮储能***的实时SOC值，SOCav为飞轮储能***中所有飞轮储能***的实时SOC值的均值。
第二方面，本发明实施例提供了一种飞轮储能***的充放电控制装置，飞轮储能***中包括多个并联设置的飞轮储能***，充放电控制装置包括：
获取模块，用于实时获取每台飞轮储能***的实时SOC值，以及飞轮储能***的实时网压；
充电模块，用于当检测到飞轮储能***中至少2台飞轮储能***的实时SOC值不相同时，且实时网压大于预设空载网压时，则控制目标飞轮储能***按照第一充电电压阈值进行充电，其中，目标飞轮储能***为飞轮储能***中的任意一个飞轮储能***；
放电模块，用于当检测到飞轮储能***中至少2台飞轮储能***的实时SOC值不相同时，且实时网压小于预设空载网压时，则控制目标飞轮储能***按照第一放电电压阈值进行放电；其中，第一充电电压阈值和第一放电电压阈值根据目标飞轮储能***的实时SOC值、初始充电电压阈值或初始放电电压阈值计算得到的。
在一种可能的实现方式中，还包括：功率调节模块，用于当检测到飞轮储能***中只有第m个牵引所内的全部飞轮储能***未正常工作时，则控制第m+1个或第m-1个牵引所内的所有飞轮储能***的实时功率之和按照第一预设功率进行工作；
其中，每个牵引所内至少包括一台飞轮储能***，第m个牵引所为第一个牵引所或最后一个牵引所；第一预设功率为当飞轮储能***中所有飞轮储能***均正常工作时，第m个牵引所内的全部飞轮储能***的初始功率之和与m+1个牵引所内的全部飞轮储能***的初始功率之和，或第m个牵引所内的全部飞轮储能***的初始功率之和与m-1个牵引所内的全部飞轮储能***的初始功率之和，m为正整数。
在一种可能的实现方式中，还包括：功率调节模块，用于当检测到飞轮储能***中只有第n个牵引所内的全部飞轮储能***未正常工作时，则控制第n+1个牵引所内的全部飞轮储能***的实时工作功率之和按照第二预设功率进行工作，控制第n-1个牵引所内的全部飞轮储能***的实时工作功率之和按照第三预设功率进行工作；
其中，每个牵引所内至少包括一台飞轮储能***，第n个牵引所为中间的任意一个牵引所，第二预设功率根据第n个牵引所与第n-1个牵引所之间的距离、第n+1个牵引所与第n-1个牵引所之间的距离、以及第n+1个牵引所和第n个牵引所内的飞轮储能***均正常工作时的功率计算得到；第三预设功率根据第n个牵引所与第n+1个牵引所之间的距离、第n+1个牵引所与第n-1个牵引所之间的距离、以及第n-1个牵引所和n个牵引所内的飞轮储能***均正常工作时的功率计算得到。
在一种可能的实现方式中，第二预设功率为：
；
第三预设功率为：
；
其中，为第n+1个牵引所内的所有飞轮储能***的初始功率之和，为第n-1个牵引所内的所有飞轮储能***的初始功率之和，为当第n个牵引所内的全部飞轮储能***均正常工作时，第n个牵引所内的所有飞轮储能***的初始功率之和，为第n+1个牵引所与第n个牵引所之间的距离，为第n-1个牵引所与第n个牵引所之间的距离。
在一种可能的实现方式中，还包括：功率调节模块，用于当检测到飞轮储能***中有多个中间牵引所内的全部飞轮储能***未正常工作时，则控制其它牵引所内的飞轮储能***的实时功率之和按照各自的最大功率进行工作。
在一种可能的实现方式中，第一充电电压阈值△Uct为：
△Uct= Ucsi+△Uci；
△Uci=△SOCi×Uci，Uci=Ucmax- Ucmin-△Ucsi，Ucsi=U0+△Ucsi；
△SOCi= SOCi-SOCav；
其中，Ucsi为第i个飞轮储能***的初始充电电压阈值，△Uci为第i个飞轮储能***的实时充电电压偏置值，△SOCi为第i个飞轮储能***的SOC差值，Uci为充电电压偏置值区间，Ucmax和Ucmin分别为按照最大功率充电或按照最小功率充电时的电压值，△Ucsi第i个飞轮储能***的初始充电电压偏置值，U0为预设空载网压，SOCi为第i个飞轮储能***的实时SOC值，SOCav为飞轮储能***中所有飞轮储能***的实时SOC值的均值。
在一种可能的实现方式中，第一放电电压阈值△Udt为：
△Udt= Udsi+△Udi；
△Udi=△SOCi×Udi，Udi=Udmax- Udmin+△Udsi，Udsi= U0-△Udsi；
△SOCi= SOCi-SOCav；
其中，Udsi为第i个飞轮储能***的初始放电电压阈值，△Udi为第i个飞轮储能***的实时放电电压偏置值，△SOCi为第i个飞轮储能***的SOC差值，Udi为放电电压偏置值区间，Udmax和Udmin分别为按照最大功率放电或按照最小功率放电时的电压值，△Udsi第i个飞轮储能***的初始放电电压偏置值，U0为预设空载网压，SOCi为第i个飞轮储能***的实时SOC值，SOCav为飞轮储能***中所有飞轮储能***的实时SOC值的均值。
第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。
本发明实施例提供一种飞轮储能***的充放电控制方法、装置、设备及存储介质，首先，实时获取每台飞轮储能***的实时SOC值，以及整个飞轮储能***的实时网压。然后，当检测到飞轮储能***中至少2台飞轮储能***的实时SOC值不相同时，且实时网压大于预设空载网压时，则控制目标飞轮储能***按照第一充电电压阈值进行充电；当实时网压小于预设空载网压时，则控制目标飞轮储能***按照第一放电电压阈值进行放电。从而，通过获取到的每台飞轮储能***的实时SOC值、初始充电电压阈值或初始放电电压阈值，实时调节每台飞轮储能***的实时充电/放电电压阈值，优化每台飞轮储能***的充放电效果，使得整个飞轮储能***更加稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的飞轮储能***的充放电控制方法的实现流程图；
图2是本发明实施例提供的飞轮储能***的电压功率曲线示意图；
图3是本发明实施例提供的牵引所的示意图；
图4是本发明实施例提供的飞轮储能***的充放电控制装置的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的电子设备的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。
正如背景技术中所描述的，城市轨道交通由于运行速度快、载客量大、安全性高，受到了各大城市的青睐，成为很受欢迎的出行选择。但是同时也带来了巨大的电能消耗，如何降低电能消耗已成为亟需解决的问题。
轨道交通再生制动能量可达牵引能量的20%-40%，安装飞轮储能***回收列车再生制动能量时降低能耗的有效手段之一。飞轮储能***作为再生装置以及被广泛应用于城市轨道交通领域的全线牵引所内。
飞轮储能***一般通过监测实时网压的变化来判断是否进行储能***的充放电动作。目前，单个飞轮储能***难以满足列车再生制动的需求，而大容量的飞轮则会受到制造技术的限制，因此，多采用多个飞轮储能***并联形成一个整体的飞轮储能***。由于轨道交通属于动态流，列车发车间隔、车辆密度、线路的网压都在时刻变化，如何提高轨道交通的稳定性，提高每个飞轮储能***对列车再生制动能量的有效利用，降低能耗，使得飞轮储能***中每台飞轮储能***的充电/放电电压阈值均与线路的实时运行情况动态匹配，成为目前亟需解决的问题。
为了解决现有技术问题，本发明实施例提供了一种飞轮储能***的充放电控制方法、装置、设备及存储介质。下面首先对本发明实施例所提供的飞轮储能***的充放电控制方法进行介绍。
参见图1，其示出了本发明实施例提供的飞轮储能***的充放电控制方法的实现流程图，飞轮储能***中包括多个并联设置的飞轮储能***，详述如下：
步骤S110、实时获取每台飞轮储能***的实时SOC值，以及飞轮储能***的实时网压。
每个飞轮储能***与整流机组并联，安装在牵引所内，在列车制动时吸收多余的再生制动能量并在列车牵引时释放储存的能量，以实现节能与稳定网压的目的。
每台飞轮储能***的实时SOC值可以由每个牵引所内的飞轮储能管理***实时监测得到。每个牵引所内的飞轮储能管理***将监测到的每台飞轮储能***的实时SOC值发送到飞轮储能***的充放电控制装置中。
通过电压传感器获取飞轮储能***的实时网压，每个飞轮储能管理***的实时网压与飞轮储能***的实时网压相同。通过检测实时网压的变化，从而判断飞轮储能***中的每个飞轮储能***的充放电动作。
每台飞轮储能***的SOC值是与该台飞轮储能***的转速相关的，为了保证整个飞轮储能***的稳定性，需要该飞轮储能***中的每台飞轮储能***的SOC值均衡，从而保证该飞轮储能***中的每台飞轮储能***的转速相同。
步骤S120、当检测到飞轮储能***中至少2台飞轮储能***的实时SOC值不相同时，且实时网压大于预设空载网压时，则控制目标飞轮储能***按照第一充电电压阈值进行充电。
其中，目标飞轮储能***为飞轮储能***中的任意一个飞轮储能***。第一充电电压阈值根据目标飞轮储能***的实时SOC值、初始充电电压阈值计算得到的。
轨道交通在运行过程中，由于线路发车间隔、车辆密度、线路网压的时刻变化，并考虑各牵引所内的飞轮储能***的投退状态，需要动态的调整充电/放电电压阈值。
为了保证整个飞轮储能***的稳定性，保证每个飞轮储能***的功率不会降低，因此，需要保证该飞轮储能***中的每台飞轮储能***的转速相同。在充电开始和结束时的功率与转速有关，当转速不同时，会导致该飞轮储能***中的每台飞轮储能***的功率不同，使得有的飞轮储能***已经充满，而有的飞轮储能***没有充满，导致整体的功率降低，无法最大限度的提高每个飞轮储能***对列车再生制动能量的有效利用。因此，需要飞轮储能***中的每台飞轮储能***的SOC值均衡。
当检测到飞轮储能***中至少2台飞轮储能***的实时SOC值不相同时，则说明飞轮储能***中所有的飞轮储能***的运行速度是不同的，需要及时调整充电电压阈值，从而调整其充电功率，最终达到不同的飞轮储能***之间的SOC值一致，便于飞轮储能***中所有的飞轮储能***的运行速度相同，提供***的稳定性。
如图2所示，当飞轮储能***开始充电/放电至最大功率阶段时，电压与功率值成正比，当电压达到一定值后，功率维持最大值不变。
当实时网压大于预设空载网压时，则控制目标飞轮储能***按照第一充电电压阈值进行充电。由于每个飞轮储能***的实时SOC值不相同，因此，每个飞轮储能***的充电电压阈值也不完全相同。
在一些实施例中，第一充电电压阈值△Uct可以通过以下方式计算得到，具体计算过程为：
△Uct= Ucsi+△Uci；
△Uci=△SOCi×Uci，Uci=Ucmax- Ucmin-△Ucsi，Ucsi=U0+△Ucsi；
△SOCi= SOCi-SOCav；
其中，Ucsi为第i个飞轮储能***的初始充电电压阈值，△Uci为第i个飞轮储能***的实时充电电压偏置值，△SOCi为第i个飞轮储能***的SOC差值，Uci为充电电压偏置值区间，Ucmax和Ucmin分别为按照最大功率充电或按照最小功率充电时的电压值，△Ucsi第i个飞轮储能***的初始充电电压偏置值，U0为预设空载网压，SOCi为第i个飞轮储能***的实时SOC值，SOCav为飞轮储能***中所有单个飞轮储能***的实时SOC值的平均值。
步骤S130、当检测到飞轮储能***中至少2台飞轮储能***的实时SOC值不相同时，且实时网压小于预设空载网压时，则控制目标飞轮储能***按照第一放电电压阈值进行放电。
其中，第一放电电压阈值根据目标飞轮储能***的实时SOC值和初始放电电压阈值计算得到的。
当实时网压小于预设空载网压时，则控制目标飞轮储能***按照第二充电电压阈值进行放电。由于每个飞轮储能***的实时SOC值不相同，因此，每个飞轮储能***的放电电压阈值也不完全相同。
在一些实施例中，第一放电电压阈值△Udt可以通过以下方式计算得到，具体计算过程为：
△Udt= Udsi+△Udi；
△Udi=△SOCi×Udi，Udi=Udmax- Udmin+△Udsi，Udsi= U0-△Udsi；
△SOCi= SOCi-SOCav；
其中，Udsi为第i个飞轮储能***的初始放电电压阈值，△Udi为第i个飞轮储能***的实时放电电压偏置值，△SOCi为第i个飞轮储能***的SOC差值，Udi为放电电压偏置值区间，Udmax和Udmin分别为按照最大功率放电或按照最小功率放电时的电压值，△Udsi为第i个飞轮储能***的初始放电电压偏置值，U0为预设空载网压，SOCi为第i个飞轮储能***的实时SOC值，SOCav为整个飞轮储能***中所有飞轮储能***的实时SOC值的均值。
通过上面的充电/放电电压阈值的调整，可以使储能量高的飞轮储能***放电电压阈值增大、充电电压阈值减小，使储能量低的飞轮储能***放电电压阈值减少、充电电压阈值增大，达到平衡多台飞轮储能***SOC差异的目的。
此外，整体的飞轮储能***在运行过程中，部分飞轮储能***可能会因为故障停止工作，或由于某种原因停止工作。任意一个牵引所内的只要有其中一个飞轮储能***停止工作，那么这个牵引所内的所有飞轮储能***就都停止工作，便于工作人员对该牵引所进行检修。
每个牵引所在正常工作时，其容量配置一般都留有一定的裕量。当飞轮储能***中的所有飞轮储能***均正常工作时，第i个牵引所内的所有飞轮储能***的初始充放电功率之和一般设置为，一般为满功率值的一半。
在一些实施例中，每个牵引所内至少包括一台飞轮储能***，当任意一个或多个牵引所内的飞轮储能***无法正常工作时，如果其他牵引所内可以正常工作的飞轮储能***仍然按照其初始功率进行工作，则会导致供电区间网压过低或过高，飞轮储能***则无法有效利用列车的再生制动能量。因此，当检测到有飞轮储能***无法正常工作时，需要实时调整其他牵引所内的飞轮储能***的工作功率。
在此实施例中，当检测到飞轮储能***中只有两端牵引所内的任一牵引所内的全部飞轮储能***未正常工作时，相邻牵引所内的飞轮储能***的功率需要增加。控制相邻的牵引所内的所有飞轮储能***的实时功率之和按照第一预设功率进行工作，第一预设功率为当飞轮储能***中所有飞轮储能***均正常工作时，无法工作的牵引所内的全部飞轮储能***的初始功率之和与邻近牵引所内的全部飞轮储能***的初始功率之和。
示例性的，当第m个牵引所内的全部飞轮储能***未正常工作时，则控制第m+1个或第m-1个牵引所内的所有飞轮储能***的实时功率之和按照第一预设功率进行工作。第m个牵引所为第一个牵引所或最后一个牵引所；第一预设功率为当飞轮储能***中所有飞轮储能***均正常工作时，第m个牵引所内的全部飞轮储能***的初始功率之和与m+1个牵引所内的全部飞轮储能***的初始功率之和，或第m个牵引所内的全部飞轮储能***的初始功率之和与m-1个牵引所内的全部飞轮储能***的初始功率之和，m为正整数。
当第一个牵引所内的全部飞轮储能***未正常工作时，第二个牵引所内的所有飞轮储能***的实时功率之和，和分别为飞轮储能***中的所有飞轮储能***均正常工作，即所有的牵引所均正常工作时的，第一个牵引所内的全部飞轮储能***的初始功率之和，第二个牵引所内的全部飞轮储能***的初始功率之和。同理，当最后一个第m个牵引所内的全部飞轮储能***未正常工作时，则倒数第二个即第m-1个牵引所内的所有飞轮储能***的实时功率之和，和分别为飞轮储能***中的所有飞轮储能***均正常工作，即所有的牵引所均正常工作时的，最后一个牵引所内的全部飞轮储能***的初始功率之和，倒数第二个牵引所内的全部飞轮储能***的初始功率之和。
在一些实施例中，当检测到中间任一个牵引所内的全部飞轮储能***未正常工作时，即中间的一个牵引所内的飞轮储能***出现故障退出时，则需要实时调整与该停运牵引所相邻的两个牵引所的实时工作功率。
在此实施例中，如图3所示，当检测到飞轮储能***中只有第n个牵引所内的全部飞轮储能***未正常工作时，第n个牵引所为中间的任意一个牵引所，则控制第n+1个牵引所内的全部飞轮储能***的实时工作功率之和按照第二预设功率进行工作。控制第n-1个牵引所内的全部飞轮储能***的实时工作功率之和按照第三预设功率进行工作。第二预设功率和第三预设功率与第n个牵引所、第n+1个牵引所以及第n-1个牵引所之间的距离有关。
示例性的，第二预设功率为：
；
第三预设功率为：
；
其中，为第n+1个牵引所内的所有飞轮储能***的初始功率之和，为第n-1个牵引所内的所有飞轮储能***的初始功率之和，为当第n个牵引所内的全部飞轮储能***均正常工作时，第n个牵引所内的所有飞轮储能***的初始功率之和，为第n+1个牵引所与第n个牵引所之间的距离，为第n-1个牵引所与第n个牵引所之间的距离。
在一些实施例中，当检测到飞轮储能***中有多个中间牵引所内的全部飞轮储能***未正常工作时，则控制其它牵引所内的飞轮储能***的实时功率之和按照各自的最大功率进行工作。
本发明提供的充放电控制方法，首先，实时获取每台飞轮储能***的实时SOC值，以及飞轮储能***的实时网压。然后，当检测到飞轮储能***中至少2台飞轮储能***的实时SOC值不相同时，且实时网压大于预设空载网压时，则控制目标飞轮储能***按照第一充电电压阈值进行充电；当实时网压小于预设空载网压时，则控制目标飞轮储能***按照第一放电电压阈值进行放电。从而，通过获取到的每台飞轮储能***的实时SOC值、初始充电电压阈值或初始放电电压阈值，实时调节每台飞轮储能***的实时充电/放电电压阈值，优化每台飞轮储能***的充放电效果，使得整个飞轮储能***更加稳定。
当某一个飞轮储能***的实时SOC值较高时，放电电压会增加，使得飞轮储能***在下一个牵引过程中释放更多的能量，以降低SOC值。当飞轮储能***的实时SOC值比较低时，放电电压就会降低，使得飞轮在下个牵引过程中释放能量减少，以增加SOC值。通过此控制策略，可以保证飞轮储能***的SOC值始终处在合理的范围内，不会出现因为SOC值过高或过低影响稳定性的情况。
每台飞轮储能***在充放电开始和结束时，功率不会因为每台飞轮储能***的转速不同，导致有的飞轮储能***充满，而有的飞轮储能***没充满，而导致飞轮储能***的功率降低。
此外，还可以根据各牵引所内飞轮储能***的投退状态，实时调整邻近牵引所内的飞轮储能***的功率值，从而可以解决因飞轮储能***退出而导致供电区间的网压过低或过高的问题。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
基于上述实施例提供的飞轮储能***的充放电控制方法，相应地，本发明还提供了应用于该飞轮储能***的充放电控制方法的飞轮储能***的充放电控制装置的具体实现方式。请参见以下实施例。
如图4所示，提供了一种飞轮储能***的充放电控制装置400，飞轮储能***中包括多个并联设置的飞轮储能***，充放电控制装置400包括：
获取模块410，用于实时获取每台飞轮储能***的实时SOC值，以及飞轮储能***的实时网压；
充电模块420，用于当检测到飞轮储能***中至少2台飞轮储能***的实时SOC值不相同时，且实时网压大于预设空载网压时，则控制目标飞轮储能***按照第一充电电压阈值进行充电，其中，目标飞轮储能***为飞轮储能***中的任意一个飞轮储能***；
放电模块430，用于当检测到飞轮储能***中至少2台飞轮储能***的实时SOC值不相同时，且实时网压小于预设空载网压时，则控制目标飞轮储能***按照第一放电电压阈值进行放电；其中，第一充电电压阈值和第一放电电压阈值根据目标飞轮储能***的实时SOC值、初始充电电压阈值或初始放电电压阈值计算得到的。
在一种可能的实现方式中，还包括功率调节模块440，用于当检测到飞轮储能***中只有第m个牵引所内的全部飞轮储能***未正常工作时，则控制第m+1个或第m-1个牵引所内的所有飞轮储能***的实时功率之和按照第一预设功率进行工作；
其中，每个牵引所内至少包括一台飞轮储能***，第m个牵引所为第一个牵引所或最后一个牵引所；第一预设功率为当飞轮储能***中所有飞轮储能***均正常工作时，第m个牵引所内的全部飞轮储能***的初始功率之和与m+1个牵引所内的全部飞轮储能***的初始功率之和，或第m个牵引所内的全部飞轮储能***的初始功率之和与m-1个牵引所内的全部飞轮储能***的初始功率之和，m为正整数。
在一种可能的实现方式中，还包括：功率调节模块440，用于当检测到飞轮储能***中只有第n个牵引所内的全部飞轮储能***未正常工作时，则控制第n+1个牵引所内的全部飞轮储能***的实时工作功率之和按照第二预设功率进行工作，控制第n-1个牵引所内的全部飞轮储能***的实时工作功率之和按照第三预设功率进行工作；
其中，每个牵引所内至少包括一台飞轮储能***，第n个牵引所为中间的任意一个牵引所，第二预设功率根据第n个牵引所与第n-1个牵引所之间的距离、第n+1个牵引所与第n-1个牵引所之间的距离、以及第n+1个牵引所和第n个牵引所内的飞轮储能***均正常工作时的功率计算得到；第三预设功率根据第n个牵引所与第n+1个牵引所之间的距离、第n+1个牵引所与第n-1个牵引所之间的距离、以及第n-1个牵引所和n个牵引所内的飞轮储能***均正常工作时的功率计算得到。
在一种可能的实现方式中，第二预设功率为：
；
第三预设功率为：
；
其中，为第n+1个牵引所内的所有飞轮储能***的初始功率之和，为第n-1个牵引所内的所有飞轮储能***的初始功率之和，为当第n个牵引所内的全部飞轮储能***均正常工作时，第n个牵引所内的所有飞轮储能***的初始功率之和，为第n+1个牵引所与第n个牵引所之间的距离，为第n-1个牵引所与第n个牵引所之间的距离。
在一种可能的实现方式中，还包括：功率调节模块440，用于当检测到飞轮储能***中有多个中间牵引所内的全部飞轮储能***未正常工作时，则控制其它牵引所内的飞轮储能***的实时功率之和按照各自的最大功率进行工作。
在一种可能的实现方式中，第一充电电压阈值△Uct为：
△Uct= Ucsi+△Uci；
△Uci=△SOCi×Uci，Uci=Ucmax- Ucmin-△Ucsi，Ucsi=U0+△Ucsi；
△SOCi= SOCi-SOCav；
其中，Ucsi为第i个飞轮储能***的初始充电电压阈值，△Uci为第i个飞轮储能***的实时充电电压偏置值，△SOCi为第i个飞轮储能***的SOC差值，Uci为充电电压偏置值区间，Ucmax和Ucmin分别为按照最大功率充电或按照最小功率充电时的电压值，△Ucsi第i个飞轮储能***的初始充电电压偏置值，U0为预设空载网压，SOCi为第i个飞轮储能***的实时SOC值，SOCav为飞轮储能***中所有飞轮储能***的实时SOC值的均值。
在一种可能的实现方式中，第一放电电压阈值△Udt为：
△Udt= Udsi+△Udi；
△Udi=△SOCi×Udi，Udi=Udmax- Udmin+△Udsi，Udsi= U0-△Udsi；
△SOCi= SOCi-SOCav；
其中，Udsi为第i个飞轮储能***的初始放电电压阈值，△Udi为第i个飞轮储能***的实时放电电压偏置值，△SOCi为第i个飞轮储能***的SOC差值，Udi为放电电压偏置值区间，Udmax和Udmin分别为按照最大功率放电或按照最小功率放电时的电压值，△Udsi第i个飞轮储能***的初始放电电压偏置值，U0为预设空载网压，SOCi为第i个飞轮储能***的实时SOC值，SOCav为飞轮储能***中所有飞轮储能***的实时SOC值的均值。
图5是本发明实施例提供的电子设备的示意图。如图5所示，该实施例的电子设备5包括：处理器50、存储器51以及存储在所述存储器51中并可在所述处理器50上运行的计算机程序52。所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各个飞轮储能***的充放电控制方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤110至步骤130。或者，所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各装置实施例中各模块的功能，例如图4所示模块410至430的功能。
示例性的，所述计算机程序52可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器51中，并由所述处理器50执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序52在所述电子设备5中的执行过程。例如，所述计算机程序52可以被分割成图4所示的模块410至430。
所述电子设备5可包括，但不仅限于，处理器50、存储器51。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是电子设备5的示例，并不构成对电子设备5的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述电子设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器50可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器51可以是所述电子设备5的内部存储单元，例如电子设备5的硬盘或内存。所述存储器51也可以是所述电子设备5的外部存储设备，例如所述电子设备5上配备的插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card，SMC），安全数字（Secure Digital，SD）卡，闪存卡（Flash Card）等。进一步地，所述存储器51还可以既包括所述电子设备5的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器51用于存储所述计算机程序以及所述电子设备所需的其他程序和数据。所述存储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述***中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/电子设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/电子设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个飞轮储能***的充放电控制方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种飞轮储能***的充放电控制方法，其特征在于，所述飞轮储能***中包括多个并联设置的飞轮储能***，所述充放电控制方法包括：
实时获取每台飞轮储能***的实时SOC值，以及飞轮储能***的实时网压；
当检测到所述飞轮储能***中至少2台飞轮储能***的实时SOC值不相同时，且所述实时网压大于预设空载网压时，则控制目标飞轮储能***按照第一充电电压阈值进行充电，其中，所述目标飞轮储能***为所述飞轮储能***中的任意一个飞轮储能***；
当检测到所述飞轮储能***中至少2台飞轮储能***的实时SOC值不相同时，且所述实时网压小于预设空载网压时，则控制所述目标飞轮储能***按照第一放电电压阈值进行放电；其中，所述第一充电电压阈值和所述第一放电电压阈值根据所述目标飞轮储能***的实时SOC值、初始充电电压阈值或初始放电电压阈值计算得到的；
所述第一充电电压阈值△Uct为：
△Uct= Ucsi+△Uci；
△Uci=△SOCi×Uci，Uci=Ucmax- Ucmin-△Ucsi，Ucsi=U0+△Ucsi；
△SOCi= SOCi-SOCav；
所述第一放电电压阈值△Udt为：
△Udt= Udsi+△Udi；
△Udi=△SOCi×Udi，Udi=Udmax- Udmin+△Udsi，Udsi= U0-△Udsi；
△SOCi= SOCi-SOCav；
其中，所述Ucsi为第i个飞轮储能***的初始充电电压阈值，△Uci为第i个飞轮储能***的实时充电电压偏置值，△SOCi为第i个飞轮储能***的SOC差值，Uci为充电电压偏置值区间，Ucmax和Ucmin分别为按照最大功率充电或按照最小功率充电时的电压值，△Ucsi为第i个飞轮储能***的初始充电电压偏置值，U0为预设空载网压，SOCi为第i个飞轮储能***的实时SOC值，SOCav为所述飞轮储能***中所有飞轮储能***的实时SOC值的均值；所述Udsi为第i个飞轮储能***的初始放电电压阈值，△Udi为第i个飞轮储能***的实时放电电压偏置值，△SOCi为第i个飞轮储能***的SOC差值，Udi为放电电压偏置值区间，Udmax和Udmin分别为按照最大功率放电或按照最小功率放电时的电压值，△Udsi为第i个飞轮储能***的初始放电电压偏置值，U0为预设空载网压，SOCi为第i个飞轮储能***的实时SOC值，SOCav为所述飞轮储能***中所有飞轮储能***的实时SOC值的均值。
2.如权利要求1所述的充放电控制方法，其特征在于，所述充放电控制方法还包括：
当检测到所述飞轮储能***中只有第m个牵引所内的全部飞轮储能***未正常工作时，则控制第m+1个或第m-1个牵引所内的所有飞轮储能***的实时功率之和按照第一预设功率进行工作；
其中，每个牵引所内至少包括一台飞轮储能***，所述第m个牵引所为第一个牵引所或最后一个牵引所；所述第一预设功率为当所述飞轮储能***中所有飞轮储能***均正常工作时，所述第m个牵引所内的全部飞轮储能***的初始功率之和与所述m+1个牵引所内的全部飞轮储能***的初始功率之和，或所述第m个牵引所内的全部飞轮储能***的初始功率之和与所述m-1个牵引所内的全部飞轮储能***的初始功率之和，m为正整数。
3.如权利要求1所述的充放电控制方法，其特征在于，所述充放电控制方法还包括：
当检测到所述飞轮储能***中只有第n个牵引所内的全部飞轮储能***未正常工作时，则控制第n+1个牵引所内的全部飞轮储能***的实时工作功率之和按照第二预设功率进行工作，控制第n-1个牵引所内的全部飞轮储能***的实时工作功率之和按照第三预设功率进行工作；其中，每个牵引所内至少包括一台飞轮储能***，所述第n个牵引所为中间的任意一个牵引所，所述第二预设功率根据所述第n个牵引所与所述第n-1个牵引所之间的距离、所述第n+1个牵引所与所述第n-1个牵引所之间的距离、以及所述第n+1个牵引所和所述第n个牵引所内的飞轮储能***均正常工作时的功率计算得到；所述第三预设功率根据所述第n个牵引所与所述第n+1个牵引所之间的距离、所述第n+1个牵引所与所述第n-1个牵引所之间的距离、以及所述第n-1个牵引所和所述n个牵引所内的飞轮储能***均正常工作时的功率计算得到。
4.如权利要求3所述的充放电控制方法，其特征在于，所述第二预设功率为：
；
所述第三预设功率 为：
；
其中，为所述第n+1个牵引所内的所有飞轮储能***的初始功率之和，为所述第n-1个牵引所内的所有飞轮储能***的初始功率之和，
为当所述第n个牵引所内的全部飞轮储能***均正常工作时，所述第n个牵引所内的所有飞轮储能***的初始功率之和，为第n+1个牵引所与第n个牵引所之间的距离，为第n-1个牵引所与第n个牵引所之间的距离。
5.如权利要求1所述的充放电控制方法，其特征在于，所述充放电控制方法还包括：
当检测到所述飞轮储能***中有多个中间牵引所内的全部飞轮储能***未正常工作时，则控制其它牵引所内的飞轮储能***的实时功率之和按照各自的最大功率进行工作。
6.一种飞轮储能***的充放电控制装置，其特征在于，所述飞轮储能***中包括多个并联设置的飞轮储能***，所述充放电控制装置包括：
获取模块，用于实时获取每台飞轮储能***的实时SOC值，以及所述飞轮储能***的实时网压；
充电模块，用于当检测到所述飞轮储能***中至少2台飞轮储能***的实时SOC值不相同时，且所述实时网压大于预设空载网压时，则控制目标飞轮储能***按照第一充电电压阈值进行充电，其中，所述目标飞轮储能***为所述飞轮储能***中的任意一个飞轮储能***；
放电模块，用于当检测到所述飞轮储能***中至少2台飞轮储能***的实时SOC值不相同时，且所述实时网压小于预设空载网压时，则控制所述目标飞轮储能***按照第一放电电压阈值进行放电；其中，所述第一充电电压阈值和所述第一放电电压阈值根据所述目标飞轮储能***的实时SOC值、初始充电电压阈值或初始放电电压阈值计算得到的；
所述第一充电电压阈值△Uct为：
△Uct= Ucsi+△Uci；
△Uci=△SOCi×Uci，Uci=Ucmax- Ucmin-△Ucsi，Ucsi=U0+△Ucsi；
△SOCi= SOCi-SOCav；
所述第一放电电压阈值△Udt为：
△Udt= Udsi+△Udi；
△Udi=△SOCi×Udi，Udi=Udmax- Udmin+△Udsi，Udsi= U0-△Udsi；
△SOCi= SOCi-SOCav；
其中，所述Ucsi为第i个飞轮储能***的初始充电电压阈值，△Uci为第i个飞轮储能***的实时充电电压偏置值，△SOCi为第i个飞轮储能***的SOC差值，Uci为充电电压偏置值区间，Ucmax和Ucmin分别为按照最大功率充电或按照最小功率充电时的电压值，△Ucsi为第i个飞轮储能***的初始充电电压偏置值，U0为预设空载网压，SOCi为第i个飞轮储能***的实时SOC值，SOCav为所述飞轮储能***中所有飞轮储能***的实时SOC值的均值；所述Udsi为第i个飞轮储能***的初始放电电压阈值，△Udi为第i个飞轮储能***的实时放电电压偏置值，△SOCi为第i个飞轮储能***的SOC差值，Udi为放电电压偏置值区间，Udmax和Udmin分别为按照最大功率放电或按照最小功率放电时的电压值，△Udsi为第i个飞轮储能***的初始放电电压偏置值，U0为预设空载网压，SOCi为第i个飞轮储能***的实时SOC值，SOCav为所述飞轮储能***中所有飞轮储能***的实时SOC值的均值。
7.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于调用并运行所述存储器中存储的计算机程序，执行如权利要求1至5任一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。
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