【技术实现步骤摘要】
异构飞轮储能系统的多目标控制方法、系统、装置及介质
[0001]本专利技术涉及储能系统协同控制领域,尤其涉及一种异构飞轮储能系统的多目标控制方法、系统、装置及介质。
技术介绍
[0002]随着经济社会和电力技术的持续发展,智能电网概念被提出并成为当下电力系统的发展趋势,但也面临可再生能源消纳和系统灵活性资源不足的挑战。储能是一种将电能灵活转换为其他能源并进行合理利用的重要技术,是保证智能电网实现的必备条件,解决了能源生产和使用的空间不匹配、时间不同步问题,使电能在时间和空间上的运用更具灵活性,创造了能源共享的基础条件。
[0003]根据电压/功率等级的不同,储能系统可分为集中式和分布式。集中式储能功率一般为兆瓦级,应用于充放电时间长、功率能量需求大的场景,主要采用能量型储能,常见类型为压缩空气储能和抽水蓄能两种。分布式储能功率等级相对较小,功率一般为千瓦级。基于能量存放外部特征的不同,可将分布式储能划分为能量型和功率型两种。功率密度高是功率型储能的主要优势,主要包括超导磁储能和飞轮等;能量型储能系统能量存储密度大,主要包括压缩空气储能、化学电池储能等。
[0004]其中,隶属于功率型储能方式的飞轮储能,飞轮储能利用飞轮角动量存储能量,充电时电动机驱动飞轮,放电时飞轮带动发电机发电,储存能量取决于飞轮尺寸、质量和速度,而额定功率则取决于电动机和发电机。飞轮储能维护少且寿命长,高达数百万次循环充放电,适于改善电能质量、提供无功支持和旋转备用等的大功率、短时间场景。显然,低损耗、高效率的电动/发电机是能量高 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种异构飞轮储能系统的多目标控制方法,其特征在于,包括以下步骤:确定飞轮储能单元的动力学模型与控制目标;根据指令发生器,设定每个飞轮储能单元的指令发生器上层的分布式观测器;设定每个飞轮储能单元的渐进内部模型下层的分布式观测器;根据指令发生器和两个分布式观测器,为每一个飞轮储能单元设置控制器,实现飞轮储能系统的功率跟踪与荷能平衡的双目标控制。2.根据权利要求1所述的一种异构飞轮储能系统的多目标控制方法,其特征在于,所述飞轮储能系统包括通讯网络、指令发生器、若干个飞轮储能单元和电网。3.根据权利要求1所述的一种异构飞轮储能系统的多目标控制方法,其特征在于,所述飞轮储能单元的动态模型如下:飞轮储能单元的动态模型如下:式中,为第i个飞轮的荷能转速系数,ω
i,max
表示第i个飞轮运行时允许的最大转速,ω
i
(t)表示第i个飞轮在时刻t的角速度,I
i
、B
vi
、P
i,out
(t)分别表示第i个飞轮的转动惯量、阻尼系数与在时刻t的输出功率。4.根据权利要求1所述的一种异构飞轮储能系统的多目标控制方法,其特征在于,实现飞轮储能系统的功率跟踪与荷能平衡的双目标控制的表达式为:飞轮储能系统的功率跟踪与荷能平衡的双目标控制的表达式为:飞轮储能系统的功率跟踪与荷能平衡的双目标控制的表达式为:其中,P
FESMS
(t)表示在时刻t飞轮储能系统的总输出功率,P
i,out
(t)表示第i个飞轮在时刻t的输出功率,飞轮数目为N;P
REF
(t)表示总输出功率的参考值,φ
i
(t)表示在时刻t第i个飞轮的荷能状态,φ
j
(t)表示在时刻t第j个飞轮的荷能状态。5.根据权利要求1所述的一种异构飞轮储能系统的多目标控制方法,其特征在于,所述指令发生器上层的分布式观测器设定如下:指令发生器设定为:P
REF
(t)=C0η0(t)式中,η0(t)为指令发生器的内部状态,S0和C0为常数矩阵,ψ0(t)=φ
i
(t),P
REF
(t)表示总输出功率的参考值;设定通讯网络是无向的,即a
ij
=a
ji
,其中i,j=1,2,...,N,i≠j.指令发生器上层的分布式观测器设定如下:
P
i,REF
(t)=C
i
(t)η
i
(t)其中,S
i
(t)表示第i个分布式指令发生器系数矩阵S0观测值,S
j
(t)表示第j个分布式指令发生器系数矩阵S0观测值,μ
s
表示系数矩阵S0观测器增益,C
i
(t)表示第i个分布式指令发生器系数矩阵C0观测值,C
j
(t)表示第j个分布式指令发生器系数矩阵C0观测值,μ
C
表示系数矩阵C0观测器增益,η
i
(t)表示第i个分布式指令发生器内部状态矩阵η0(t)观测值,η
j
(t)表示第j个分布式指令发生器内部状态矩阵η0(t)观测值,μ
η
表示内部状态矩阵η0(t)观测器增益,P
i,REF
(t)表示第i个分布式指令发生器输出到第i个飞轮的功率参...
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