[发明专利]超级电容模组信息采集控制方法及控制系统

说明书

本发明涉及一种超级电容模组信息采集控制方法及控制系统，所述方法的具体步骤为:对储能单元内各超级电容模组的工作状态进行监测，得到电压、温度信号以及储能单元内风扇的开关状态；根据监测的电压、温度及风扇的开关状态确定每个超级电容模组的状态信息，并判断电压、温度故障状态，根据电压、温度故障状态生成报警信号；对各超级电容模组的故障状态及风扇的开关状态进行标志，标志位与每个超级电容模组一一对应，对标志的故障状态及风扇开关状态进行汇总，并根据控制逻辑输出控制信号。本发明能够实现对超级电容模组的状态监测，并进行保护报警控制，提高超级电容模组安全性、延长超级电容模组使用寿命。

技术领域

本发明属于超级电容储能技术领域，涉及超级电容信息采集技术，具体地说，涉及一种超级电容模组信息采集控制方法及控制系统。

背景技术

超级电容作为一种新型储能元件，以其较高的功率密度与较长的使用寿命得到广泛关注，在大功率短时间充放电的场合优势明显，在风电、电动汽车、城市轨道交通节能、提升装置能量回收及功率补偿方面都有着广泛应用。超级电容单体电压较低，在其应用时需要将大量的超级电容单体进行串并联组成超级电容模组进行使用，使用时不能超压或者超温，当有故障时应及时停机检查。若超级电容超压或者超温，会对产品本身造成不可逆转的影响，损害超级电容，从而影响储能系统的安全性，降低储能系统的使用寿命。由于储能系统中超级电容单体数量众多，需要对超级电容单体的电压、温度进行检测，并对故障状态进行及时判断并报警，但超级电容模组采集的电压、温度信号均为模拟信号，需要人工现场测量进行信号采集，不能直接直观的读出，检测效率低，且人工测量比较危险，安全性差，维护效率低。

发明内容

本发明针对现有技术存在的超级电容模组安全性差、使用寿命短等上述问题，提供了一种提高超级电容模组安全性、延长超级电容模组使用寿命的超级电容模组信息采集控制方法及控制系统，能够实现对超级电容模组的状态监测，并进行保护报警控制。

为了达到上述目的，本发明提供了一种超级电容模组信息采集控制方法，其具体步骤为:

对储能单元内各超级电容模组的工作状态进行监测，得到电压、温度信号以及储能单元内风扇的开关状态；

根据监测的电压、温度及风扇的开关状态确定每个超级电容模组的状态信息，并判断电压、温度故障状态，根据电压、温度故障状态生成报警信号；

对各超级电容模组的故障状态及风扇的开关状态进行标志，标志位与每个超级电容模组一一对应，对标志的故障状态及风扇开关状态进行汇总，并根据控制逻辑输出控制信号。

进一步的，监测电压的步骤为：对各超级电容模组的电压信号进行多次检测，将检测的电压信号进行模拟-数字量转换，根据转化结果及电压传感器变比推算出每个超级电容模组的实际电压值；对多次检测的电压测量结果进行记录，去除电压检测结果中的最大值与最小值，并对剩余电压测量结果进行平均得到电压平均值，该电压平均值即为测量得到的电压测量值；

判断电压故障状态的步骤为：设置给定过压值，将测量电压值与给定过压值进行比较，若测量电压值高于给定过压值，则为重度电压故障，若测量电压值高于超级电容模组的正常电压且低于给定过压值，则为轻度电压故障。

优选的，对电压测量结果进行SOC计算，SOC值为电压平均值平方与电容额定值平方的比值。

优选的，判断温度故障状态的步骤为：当各超级电容模组的温度超过设定风扇启动温度时，根据储能单元内风扇的开关状态判断风扇是否启动，若风扇未启动，储能系统预警降功率工作，若检测的模拟量温度超过储能系统保护设定阈值，则为重度温度故障，储能系统停止工作；若风扇启动，实时监测温度信号模拟量变化，根据温度变化曲线判断是否进入储能单元热平衡状态，若进入储能单元热平衡状态，则为轻度温度故障，储能系统正常工作，若未进入储能单元热平衡状态，模拟量温度检测超过系统保护设定阈值，则为重度温度故障，储能系统停止工作。