应用于风力发电机组的飞轮储能阵列控制方法及系统技术方案

本公开提供了一种应用于风力发电机组的飞轮储能阵列控制方法及系统，包括：采用滑模观测器算法，获取飞轮单体电机转子位置；其中，所述观测器算法中采用双曲正切函数代替符号函；将负载电流前馈分量附加在整流器电压外环的输出上，电机状态突变时在母线电压出现误差前对整流器输出电流进行补偿；依据飞轮阵列的总充放电功率和各飞轮单体的运行状态，成每台飞轮单体的充放电功率，对各飞轮单体进行充放电控制；准确估算电机的转子位置和转速、减小电容电压的波动、保证飞轮阵列的效率最优和安全稳定运行以及解决了传统的下垂控制策略采用固定的单位调节功率值，应对长时间频繁变化的负荷波动，固定单位调节功率造成灵活性不足的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
应用于风力发电机组的飞轮储能阵列控制方法及系统


[0001]本公开
飞轮储能相关
，尤其涉及一种应用于风力发电机组的飞轮储能阵列控制方法及系统。

技术介绍

[0002]飞轮储能作为一种纯粹的物理储能技术，具有储能密度高、转换效率高、瞬时功率大、响应速度快、使用寿命长、环保无污染和不受地理环境限制等诸多优点，在电网调峰调频、提高电网对可再生能源接纳能力、提高电网安全稳定水平和运行经济性方面具有无可比拟的优越性。
[0003]本公开专利技术人发现，现有的飞轮储能阵列控制方法存在以下问题：
[0004]1.现有技术中的滑模控制，在滑动模态下伴随着高频抖振，一般的转子位置估计容易导致高频抖振的误差被放大，造成较大的角度估计误差问题；
[0005]2.变频器采用独立控制，整流侧和逆变侧无法协调一致，导致通过整流侧和逆变侧的瞬时能量存在较大的差值，尤其是在飞轮储能系统中，电机频繁加速和制动导致负载电流变化剧烈，直流母线电压波动极大，增加了中间电容的设计成本，而引入大电容又会增大电压的调节时间常数，影响了系统动态快速性能，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于风力发电机组的飞轮储能阵列控制方法，其特征在于，包括：电机侧变流器控制策略中，采用滑模观测器算法，获取飞轮单体电机转子位置；其中，所述观测器算法中采用双曲正切函数代替符号函；电网侧变流器控制策略中，将负载电流前馈分量附加在整流器电压外环的输出上，电机状态突变时在母线电压出现误差前对整流器输出电流进行补偿；飞轮阵列控制策略中，依据飞轮阵列的总充放电功率和各飞轮单体的运行状态，成每台飞轮单体的充放电功率，对各飞轮单体进行充放电控制；下垂控制策略中，将虚拟惯性控制作为虚拟下垂控制的辅助控制；采用上述电机侧变流器控制策略、电网侧变流器控制策略、飞轮阵列控制策略和下垂控制，实现用于风力发电机组中飞轮储能阵列的控制。2.如权利要求1所述的一种应用于风力发电机组的飞轮储能阵列控制方法，其特征在于，所述滑模观测器算法为基于锁相环技术的直轴
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交轴同步旋转坐标系下的改进滑模观测器算法；定义相角估计误差，调节相角估计误差为零，使转子位置的估计值收敛到转子位置实际值。3.如权利要求1所述的一种应用于风力发电机组的飞轮储能阵列控制方法，其特征在于，电网侧变流器控制策略中，将前馈量加在电网侧变流器电流内环的给定上，通过电流环的PI控制器来补偿负载的扰动，使得电网侧变流器提前预知电机侧负载的变化，调整电网侧功率与电机侧功率相平衡，避免能量通过直流侧电容来交换。4.如权利要求1所述的一种应用于风力发电机组的飞轮储能阵列控制方法，其特征在于，考虑各飞轮单体的可储能量，兼顾阵列能量平衡与效率优化之间的关系，分配各单体的充放电功率，单体可储能量与分配的功率成正相关。5.如权利要求1所述的一种应用于风力发电机组的飞轮储能阵列控制方法，其特征在于，所述电网侧变流器控制策略，采用基于蚁群算法的飞轮阵列双层协调控制策略；每组的蚂蚁数量与飞轮单体数理对应。6.如权利要求1所述的一种应用于风力发电机组的飞轮储能阵列控制方法，其特征在于，下垂控制策略中将虚...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑博文，高春辉，杨朋威，陈肖璐，刘春晖，王志强，许才，王纯，鲍音夫，陈更，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：