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一种用于机械储能系统的控制方法技术方案

技术编号:9035637 阅读:169 留言:0更新日期:2013-08-15 02:24
本发明专利技术公开了一种用于机械储能系统的控制方法,步骤如下:1)将一个飞轮储能单元与一台风力发电机并联,或与其他多个飞轮储能单元一起组成飞轮储能矩阵;2)转子位置传感器采集飞轮电机的转速;电流传感器采集直流母线电流信号;3)计算转速误差的采样值;4)应用神经元自适应PID控制器作为转速控制器,计算其输出控制量;5)计算直流母线电流误差信号;6)将电流误差信号输入电流控制器,用于控制PWM波的输出,PWM驱动双向变流器控制飞轮电机加速或减速运行。该控制方法从根本上不同于其它的针对三相永磁同步式飞轮驱动电机设计的控制方法,无需进行矢量控制,大大提高了飞轮储能系统的转速控制精度和系统的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种风电场飞轮控制方法,尤其涉及。
技术介绍
多飞轮储能单元组成的飞轮储能矩阵系统,该系统可以配合风力发电等可再生能源电力系统,平滑系统有功输出功率,稳定系统输出电压,进而提高电力系统的稳定性,提高可再生能源并网能力。飞轮储能技术的基本原理是,将风力发电系统发出的电能通过电动机拖动飞轮转动,将电能转化为动能储存在高速旋转的飞轮中。需要释放能量时,再由飞轮带动电动机发电,将动能转化为电能释放出来,用于补充风力发电系统的电能输出,一起向用电设备或电网供电。其中,与飞轮同轴相连的电机既可以用作电动机,也可以用作发电机。 旋转飞轮储存能量为权利要求1.,其特征在于,该方法包括如下步骤: 1)将一个飞轮储能单元与一台风力发电机并联在一条直流母线上,组成一个发电单元;或者将多个飞轮储能单元并联在一条直流母线上,组成飞轮储能矩阵系统,飞轮储能矩阵的直流母线通过双向变流器与风电场的交流母线连接; 2)采用转子位置传感器采集飞轮电机的转速,电机实际输出转速为y(k);采用电流传感器采集飞轮储能单元输出的直流母线电流信号Id。; 3)计算转速误差的采样值e(k):e(k) =7(10-1'(10,其中,1'(10为飞轮参考转速; 4)应用神经元自适应PID控制器作为转速控制器,计算其控制量u(k):先计算变化量Au(k) Δ u (k) = W1 +W2e (k) +W3 ., e (k)、e(k-l)和e (k_2)为转速误差的采样值,k、k_l和k_2分别为采样时刻w为转速误差的比例权值,W2为转速误差的积分权值,W3为转速误差的微分权值; 再由AuGO =u(k)-u(k-l)计算出控制量u(k),并将其作为直流母线电流参考信号/I输入电流内环控制; 5)计算电流误差信号ei: e =I1-1dc, 式中:/;;.为直流母线电流的参考输出信号,/I =控制量W ; Idc为飞轮储能单元输出的直流母线电流信号; 6)将电流误差信号ei输入电流控制器,电流控制器的输出信号cT用于控制PWM波的输出,PWM驱动双向变流器控制飞轮电机加速或减速运行。全文摘要本专利技术公开了,步骤如下1)将一个飞轮储能单元与一台风力发电机并联,或与其他多个飞轮储能单元一起组成飞轮储能矩阵;2)转子位置传感器采集飞轮电机的转速;电流传感器采集直流母线电流信号;3)计算转速误差的采样值;4)应用神经元自适应PID控制器作为转速控制器,计算其输出控制量;5)计算直流母线电流误差信号;6)将电流误差信号输入电流控制器,用于控制PWM波的输出,PWM驱动双向变流器控制飞轮电机加速或减速运行。该控制方法从根本上不同于其它的针对三相永磁同步式飞轮驱动电机设计的控制方法,无需进行矢量控制,大大提高了飞轮储能系统的转速控制精度和系统的鲁棒性。文档编号H02J3/30GK103248292SQ201310201718公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月27日 优先权日2013年5月27日专利技术者王磊, 宋永端, 杜晓强, 陈柳, 王玉兴 申请人:重庆大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于机械储能系统的控制方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:1)将一个飞轮储能单元与一台风力发电机并联在一条直流母线上,组成一个发电单元;或者将多个飞轮储能单元并联在一条直流母线上,组成飞轮储能矩阵系统,飞轮储能矩阵的直流母线通过双向变流器与风电场的交流母线连接;2)采用转子位置传感器采集飞轮电机的转速,电机实际输出转速为y(k);采用电流传感器采集飞轮储能单元输出的直流母线电流信号Idc;3)计算转速误差的采样值e(k):e(k)=y(k)?r(k),其中,r(k)为飞轮参考转速;4)应用神经元自适应PID控制器作为转速控制器,计算其控制量u(k):先计算变化量Δu(k)Δu(k)=w1[e(k)?e(k?1)]+w2e(k)+w3[e(k)?2e(k?1)+e(k?2)].,e(k)、e(k?1)和e(k?2)为转速误差的采样值,k、k?1和k?2分别为采样时刻;w1为转速误差的比例权值,w2为转速误差的积分权值,w3为转速误差的微分权值;再由Δu(k)=u(k)?u(k?1)计算出控制量u(k),并将其作为直流母线电流参考信号输入电流内环控制;5)计算电流误差信号ei:ei=Idc*-Idc,式中:为直流母线电流的参考输出信号,Idc为飞轮储能单元输出的直流母线电流信号;6)将电流误差信号ei输入电流控制器,电流控制器的输出信号d*用于控制PWM波的输出,PWM驱动双向变流器控制飞轮电机加速或减速运行。FDA00003254649200011.jpg,FDA00003254649200013.jpg,FDA00003254649200014.jpg...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:王磊宋永端杜晓强陈柳王玉兴
申请(专利权)人:重庆大学
类型:发明
国别省市:

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