【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及儲能，具體涉及一種可變采樣周期的超級電容管理系統(tǒng)及方法。
技術介紹
1、超級電容管理系統(tǒng)(supercapacitor?management?system，簡稱cms)是一種用于管理和控制超級電容器的系統(tǒng)。超級電容器，也稱為超級電容或電化學電容器，是一種高能量密度和高功率密度的電子元件，它與傳統(tǒng)的電池不同，并非通過化學反應來存儲和釋放能量，而是利用電荷在電極表面的吸附和解吸附來實現(xiàn)能量的存儲和釋放，能夠快速存儲和釋放大量電能。
2、在電網(wǎng)供電系統(tǒng)中，靜止同步調(diào)相機(ssc，static?synchronous?compensator，又稱靜止同步補償器)用于改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，可以在電網(wǎng)電壓下降時增加無功功率輸出，電壓上升時吸收無功功率。而超級電容管理系統(tǒng)包括數(shù)量眾多的串聯(lián)的超級電容，可以為靜止同步調(diào)相機提供能量，二者配合從而提高整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
3、然而現(xiàn)有技術中，cms由于系統(tǒng)總壓較高且超級電容串聯(lián)數(shù)量龐大，單體電壓存在顯著的不一致性，因此對系統(tǒng)的均衡性能提出了更高的要求。通常工況下，cms中運行參數(shù)的采樣周期保持不變，在一個采樣周期內(nèi)首先對各超級電容單體進行采樣，包括進行電壓采樣、電流采樣和溫度采樣等，根據(jù)采樣結果判斷是否處于過壓欠壓狀態(tài)；然后進行電壓均衡，通過監(jiān)測并調(diào)節(jié)各個超級電容器之間的電壓差，以確保它們工作在相同的電壓水平上，提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能。但在特定的工況下，往往需要進行高頻大電流快速充放電，最快10s左右完成一輪充放電，超級電容的電壓變化速度非常快，需要較快的采樣
4、因此，如何調(diào)整采樣周期使cms通過更好地適應各種工況，提高其均衡性能和系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性是當前急需解決的問題。
技術實現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本申請實施例提供了一種可變采樣周期的超級電容管理方法及系統(tǒng)，能夠靈活調(diào)整采樣周期從而更好地適應各種工況，有效提高超級電容管理系統(tǒng)的均衡性能和整體穩(wěn)定性。所述技術方案如下：
2、一方面，本申請實施例提供了可變采樣周期的超級電容管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
3、系統(tǒng)管理單元，所述系統(tǒng)管理單元與上位系統(tǒng)的控制單元進行通信連接；
4、多個超級電容模組，所述超級電容模組包括模組管理單元和多個超級電容簇，所述模組管理單元用于調(diào)節(jié)多個所述超級電容簇的參數(shù)采樣周期，所述模組管理單元與所述系統(tǒng)管理單元進行通信連接；
5、所述超級電容簇包括多個超級電容單體和模擬前端模塊，所述模擬前端模塊用于基于所述參數(shù)采樣周期對多個所述超級電容單體進行運行參數(shù)采樣及電壓均衡，多個所述模擬前端模塊通超級過菊花鏈通信連接，所述模擬前端模塊與所述模組管理單元通過串行通信連接；
6、其中，所述系統(tǒng)管理單元用于獲取所述上位系統(tǒng)的控制單元發(fā)送的狀態(tài)信息；所述模擬前端模塊用于通過所述運行參數(shù)采樣獲取多個所述超級電容單體的單體運行參數(shù)，以生成簇運行參數(shù)；所述模組管理單元用于獲取所述狀態(tài)信息和所述簇運行參數(shù)，并基于二者調(diào)節(jié)所述參數(shù)采樣周期，以使所述模擬前端模塊基于調(diào)節(jié)后的所述參數(shù)采樣周期對多個所述超級電容單體進行運行參數(shù)采樣及電壓均衡。
7、進一步地，所述運行參數(shù)采樣包括電壓采樣和電流采樣，所述單體運行參數(shù)包括單體運行電壓和單體運行電流，所述簇運行參數(shù)包括簇運行電壓和簇運行電流；
8、所述模擬前端模塊用于通過運行參數(shù)采樣獲取所述單體運行電壓和所述單體運行電流，以生成所述簇運行電壓和所述簇運行電流；所述模組管理單元用于獲取所述簇運行電壓、所述簇運行電流和所述狀態(tài)信息，并基于所述簇運行電壓、所述簇運行電流和所述狀態(tài)信息調(diào)節(jié)所述參數(shù)采樣周期，以使所述模擬前端模塊基于調(diào)節(jié)后的所述參數(shù)采樣周期對多個所述超級電容單體進行電壓采樣、電流采樣及所述電壓均衡。
9、另一方面，本申請實施例提供了一種可變采樣周期的超級電容管理方法，所述方法包括：
10、s1、模擬前端模塊基于參數(shù)采樣周期，通過運行參數(shù)采樣獲取多個超級電容單體的單體運行參數(shù)，以生成超級電容簇對應的簇運行參數(shù)；
11、s2、模組管理單元獲取所述簇運行參數(shù)；
12、s3、系統(tǒng)管理單元獲取上位系統(tǒng)的控制單元發(fā)送的狀態(tài)信息，并將所述狀態(tài)信息發(fā)送給所述模組管理單元；
13、s4、所述模組管理單元基于所述狀態(tài)信息和所述簇運行參數(shù)調(diào)節(jié)所述參數(shù)采樣周期，以使所述模擬前端模塊基于調(diào)節(jié)后的所述參數(shù)采樣周期對多個所述超級電容單體進行運行參數(shù)采樣及電壓均衡。
14、進一步地，所述參數(shù)采樣周期包括：正常采樣周期、快速采樣周期、慢速采樣周期，所述快速采樣周期的長度小于所述正常采樣周期和所述慢速采樣周期，所述正常采樣周期的長度小于所述慢速采樣周期；所述運行參數(shù)采樣包括電壓采樣和電流采樣，所述單體運行參數(shù)包括單體運行電壓和單體運行電流，所述簇運行參數(shù)包括簇運行電壓和簇運行電流，步驟s1包括通過以下方式實現(xiàn)：
15、所述模擬前端模塊基于所述正常采樣周期、所述快速采樣周期、所述慢速采樣周期的其中一種，通過電壓采樣和電流采樣獲取所述單體運行電壓和所述單體運行電流，以生成所述簇運行電壓和所述簇運行電流；
16、步驟s2包括通過以下方式實現(xiàn)：
17、所述模組管理單元獲取所述簇運行電壓和所述簇運行電流。
18、更進一步地，其特征在于，步驟s4包括通過以下方式實現(xiàn)：
19、在所述簇運行電流的絕對值小于第一電流閾值且大于第二電流閾值的情況下，所述模組管理單元將當前所述參數(shù)采樣周期調(diào)節(jié)為所述正常采樣周期，以使所述模擬前端模塊基于所述正常采樣周期對多個所述超級電容單體進行運行參數(shù)采樣及電壓均衡。
20、更進一步地，步驟s4還包括通過以下方式實現(xiàn)：
21、在所述簇運行電流的絕對值大于或等于所述第一電流閾值的情況下，所述模組管理單元將當前所述參數(shù)采樣周期調(diào)節(jié)為所述快速采樣周期，以使所述模擬前端模塊基于所述快速采樣周期對多個所述超級電容單體進行運行參數(shù)采樣。
22、更進一步地，在步驟s3之前，所述方法還包括：
23、在所述簇運行電壓壓差持續(xù)大于電壓壓差閾值超過預設時間的情況下，所述模組管理單元向所述系統(tǒng)管理單元發(fā)送慢速調(diào)整請求；
24、步驟s3還包括通過以下方式實現(xiàn)：
25、所述系統(tǒng)管理單元基于所述慢速調(diào)整請求向所述上位系統(tǒng)的控制單元發(fā)送狀態(tài)調(diào)整請求，以獲取所述上位系統(tǒng)控制單元發(fā)送的狀態(tài)信息；
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【技術保護點】
1.一種可變采樣周期的超級電容管理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的可變采樣周期的超級電容管理系統(tǒng)，其特征在于，所述運行參數(shù)采樣包括電壓采樣和電流采樣，所述單體運行參數(shù)包括單體運行電壓和單體運行電流，所述簇運行參數(shù)包括簇運行電壓和簇運行電流；
3.一種基于權利要求12任一項所述的可變采樣周期的超級電容管理系統(tǒng)的可變采樣周期的超級電容管理方法，其特征在于，所述方法包括：
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述參數(shù)采樣周期包括：正常采樣周期、快速采樣周期、慢速采樣周期，所述快速采樣周期的長度小于所述正常采樣周期和所述慢速采樣周期，所述正常采樣周期的長度小于所述慢速采樣周期；所述運行參數(shù)采樣包括電壓采樣和電流采樣，所述單體運行參數(shù)包括單體運行電壓和單體運行電流，所述簇運行參數(shù)包括簇運行電壓和簇運行電流，步驟S1包括通過以下方式實現(xiàn)：
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟S4包括通過以下方式實現(xiàn)：
6.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟S4還包括通過以下方式實現(xiàn)：
7
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述狀態(tài)信息包括待機狀態(tài)和限流充電狀態(tài)；步驟S4包括通過以下方式實現(xiàn)：
9.一種電子設備，其特征在于，包括：
10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述可讀存儲介質(zhì)中存儲有至少一條指令，所述至少一條指令由處理器加載并執(zhí)行以實現(xiàn)如權利要求3至8任一所述的可變采樣周期的超級電容管理方法。
...【技術特征摘要】
1.一種可變采樣周期的超級電容管理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的可變采樣周期的超級電容管理系統(tǒng)，其特征在于，所述運行參數(shù)采樣包括電壓采樣和電流采樣，所述單體運行參數(shù)包括單體運行電壓和單體運行電流，所述簇運行參數(shù)包括簇運行電壓和簇運行電流；
3.一種基于權利要求12任一項所述的可變采樣周期的超級電容管理系統(tǒng)的可變采樣周期的超級電容管理方法，其特征在于，所述方法包括：
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述參數(shù)采樣周期包括：正常采樣周期、快速采樣周期、慢速采樣周期，所述快速采樣周期的長度小于所述正常采樣周期和所述慢速采樣周期，所述正常采樣周期的長度小于所述慢速采樣周期；所述運行參數(shù)采樣包括電壓采樣和電流采樣，所述單體運行參數(shù)包括單體運行電壓和...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：熊能，李康，譚長生，蔡亞南，
申請(專利權)人：烯晶碳能電子科技無錫有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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