專利名稱：一種用于機(jī)械儲能系統(tǒng)的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)電場飛輪控制方法，尤其涉及一種用于機(jī)械儲能系統(tǒng)的控制方法。
背景技術(shù)：
多飛輪儲能單元組成的飛輪儲能矩陣系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以配合風(fēng)力發(fā)電等可再生能源電力系統(tǒng)，平滑系統(tǒng)有功輸出功率，穩(wěn)定系統(tǒng)輸出電壓，進(jìn)而提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高可再生能源并網(wǎng)能力。飛輪儲能技術(shù)的基本原理是，將風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電能通過電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能儲存在高速旋轉(zhuǎn)的飛輪中。需要釋放能量時(shí)，再由飛輪帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)發(fā)電，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能釋放出來，用于補(bǔ)充風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的電能輸出，一起向用電設(shè)備或電網(wǎng)供電。其中，與飛輪同軸相連的電機(jī)既可以用作電動(dòng)機(jī)，也可以用作發(fā)電機(jī)。 旋轉(zhuǎn)飛輪儲存能量為
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)械儲能系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 1)將一個(gè)飛輪儲能單元與一臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)并聯(lián)在一條直流母線上，組成一個(gè)發(fā)電單元；或者將多個(gè)飛輪儲能單元并聯(lián)在一條直流母線上，組成飛輪儲能矩陣系統(tǒng)，飛輪儲能矩陣的直流母線通過雙向變流器與風(fēng)電場的交流母線連接； 2)采用轉(zhuǎn)子位置傳感器采集飛輪電機(jī)的轉(zhuǎn)速，電機(jī)實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速為y(k);采用電流傳感器采集飛輪儲能單元輸出的直流母線電流信號Id。； 3)計(jì)算轉(zhuǎn)速誤差的采樣值e(k):e(k) =7(10-1'(10，其中，1'(10為飛輪參考轉(zhuǎn)速； 4)應(yīng)用神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制器作為轉(zhuǎn)速控制器，計(jì)算其控制量u(k):先計(jì)算變化量Au(k) Δ u (k) = W1 [e (k) _e (k_l) ] +W2e (k) +W3 [e (k) _2e (k_l) +e (k_2)].， e (k)、e(k-l)和e (k_2)為轉(zhuǎn)速誤差的采樣值，k、k_l和k_2分別為采樣時(shí)刻w為轉(zhuǎn)速誤差的比例權(quán)值，W2為轉(zhuǎn)速誤差的積分權(quán)值，W3為轉(zhuǎn)速誤差的微分權(quán)值； 再由AuGO =u(k)-u(k-l)計(jì)算出控制量u(k)，并將其作為直流母線電流參考信號/I輸入電流內(nèi)環(huán)控制； 5)計(jì)算電流誤差信號ei: e =I1-1dc, 式中:/；；.為直流母線電流的參考輸出信號，/I =控制量W ; Idc為飛輪儲能單元輸出的直流母線電流信號； 6)將電流誤差信號ei輸入電流控制器，電流控制器的輸出信號cT用于控制PWM波的輸出，PWM驅(qū)動(dòng)雙向變流器控制飛輪電機(jī)加速或減速運(yùn)行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于機(jī)械儲能系統(tǒng)的控制方法，步驟如下1)將一個(gè)飛輪儲能單元與一臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)并聯(lián)，或與其他多個(gè)飛輪儲能單元一起組成飛輪儲能矩陣；2)轉(zhuǎn)子位置傳感器采集飛輪電機(jī)的轉(zhuǎn)速；電流傳感器采集直流母線電流信號；3)計(jì)算轉(zhuǎn)速誤差的采樣值；4)應(yīng)用神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制器作為轉(zhuǎn)速控制器，計(jì)算其輸出控制量；5)計(jì)算直流母線電流誤差信號；6)將電流誤差信號輸入電流控制器，用于控制PWM波的輸出，PWM驅(qū)動(dòng)雙向變流器控制飛輪電機(jī)加速或減速運(yùn)行。該控制方法從根本上不同于其它的針對三相永磁同步式飛輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)計(jì)的控制方法，無需進(jìn)行矢量控制，大大提高了飛輪儲能系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制精度和系統(tǒng)的魯棒性。
文檔編號H02J3/30GK103248292SQ201310201718
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月27日
發(fā)明者王磊, 宋永端, 杜曉強(qiáng), 陳柳, 王玉興 申請人:重慶大學(xué)