一种斜坡式重力储能功率平滑控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及重力储能技术领域，具体为一种斜坡式重力储能功率平滑控制方法及系统，首先，构建斜坡式重力储能的特征结构；基于斜坡式重力储能的特征结构，建立坐标系，设置斜坡与码放区之间缓冲段的轨迹；基于设置斜坡与码放区之间缓冲段的轨迹，平滑控制重力储能系统发电过程中质量块上下斜坡引起的功率波动。本发明专利技术从重力储能系统本体上解决放电过程中因质量块上下斜坡引起的功率波动问题，为斜坡式重力储能系统放电功率平滑控制提供了解决办法。法。法。

【技术实现步骤摘要】
一种斜坡式重力储能功率平滑控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及重力储能
，具体为一种斜坡式重力储能功率平滑控制方法及系统。

技术介绍

[0002]重力储能技术是一种新型的储能方式，利用重力作为能量的储存形式。该技术可以通过将物体从低处抬升到高处来储存能量，然后在需要时将物体降低到低处，将能量释放出来。与传统的电池储能技术相比，重力储能技术具有更高的储能密度和更长的寿命，因此受到越来越多的关注。
[0003]重力储能技术的应用范围非常广泛，包括风能和太阳能的储能、电力系统的峰值削减和调峰、微电网的应急备用电源等。在未来的能源转型中，重力储能技术有望成为一种重要的能源储备方式，可以提供更加稳定、可靠和清洁的能源供应。
[0004]重力储能系统在运行过程中也存在一些问题，如重物块下降速度不稳定、系统震动以及功率波动等。为了保证重力储能系统的稳定运行，需要对其进行控制。重力储能功率平滑控制是保障其正常运行的关键技术之一，需要根据具体情况选择合适的控制方法进行优化和改进。

技术实现思路

[0005]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0006]鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
[0007]因此，本专利技术解决的技术问题是：设置重力储能系统中斜坡与码放区之间缓冲段的轨迹，达到重力储能功率平滑控制，保障重力储能系统放电的稳定运行。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：构建斜坡式重力储能的特征结构；基于斜坡式重力储能的特征结构，建立坐标系，设置斜坡与码放区之间缓冲段的轨迹；基于设置斜坡与码放区之间缓冲段的轨迹，平滑控制重力储能系统发电过程中质量块上下斜坡引起的功率波动。
[0009]作为本专利技术所述一种斜坡式重力储能功率平滑控制方法的一种优选方案，其中：所述斜坡式重力储能的特征结构包括上堆栈平台、斜坡区域、缓冲段、质量块以及下堆栈平台。
[0010]作为本专利技术所述一种斜坡式重力储能功率平滑控制方法的一种优选方案，其中：所述缓冲段的轨迹包括，通过直角建立坐标系并求取各离散点坐标的方法，拟合上缓冲段轨迹，设置下缓冲段为上缓冲段为
[0011]C点为斜坡与缓冲段的切点，其曲率半径为R
2n
，质量块由C点平稳过渡至缓冲段，C
点曲率半径与的曲率半径相等，具体如下：
[0012]R
2n
＝R1[0013]以点C为切点，R
2n
为半径构造圆O
n
作为基准圆，过C点沿竖直方向做一条直线为y轴，过圆心O
n
沿水平方向做一直线为x轴，两直线的交点为坐标零点，缓冲段轨迹的终止点C为E
n
点，其坐标为(x
n
,y
n
)，基于构建的坐标系，E
n
点的横纵坐标分别为：
[0014]x
n
＝0
[0015]y
n
＝R
2n
×
cosθ
[0016]建立缓冲段轨迹的直角坐标系。
[0017]作为本专利技术所述一种斜坡式重力储能功率平滑控制方法的一种优选方案，其中：所述离散点坐标包括，E
N
点的坐标为(x
N
,y
N
),相邻的E
N
‑1点的坐标为(x
N
‑1,y
N
‑1)，两个离散点之间的距离为：
[0018][0019]相邻两个离散点所对应的弧角差为：
[0020]Δγ
N
＝γ
N
‑
γ
N
‑1[0021]所述弧角差在基准圆O
n
对应的弧长为：
[0022]L＝R
2N
×
Δγ
N
[0023]为保证上缓冲段轨迹与的长度一致，限定D
N
与L近似相等，得到各离散点E
N
的横坐标x
N
，根据几何关系，求得纵坐标y
N
为：
[0024]y
N
＝R
2N
×
cosγ
N
[0025]从上缓冲段轨迹终止点C开始，依次求取各离散点坐标，将离散点坐标拟合为一条轨迹，为保证质量块的运行轨迹与变曲率圆的各点相切，组成变曲率圆的各离散圆的圆心需与初始基准圆的圆心在同一水平线。
[0026]作为本专利技术所述一种斜坡式重力储能功率平滑控制方法的一种优选方案，其中：所述功率波动包括，在发电过程中，通过设置斜坡与堆栈平台的缓冲段以抑制质量块上下斜坡引起的功率波动，将上下缓冲段均设置为弧形，设置下缓冲段为上缓冲段为质量块为重力储能系统提供的机械功率P
m
为：
[0027]P
m
＝F
m
×
v
[0028]F
m
＝nmg sinγ
[0029]其中，F
m
为质量块提供给电机转子的力，v为质量块运行速度，n为斜坡上运行的质量块数量，m为质量块质量，g为重力加速度，γ为质量块运行轨迹与水平面的夹角；
[0030]保持重力储能系统的放电功率平滑，需维持质量块提供的机械功率P
m
恒定，当质量块从斜坡经B点向下运行时，质量块随着运行轨迹与水平面夹角的变小，提供的机械功率减小，表示为：
[0031]P
m1
＝F
m1
×
v
[0032]F
m1
＝mg sin(β
‑
α1)
[0033][0034]其中，F
m1
为第一质量块在段提供给电机转子的力，α1为第一质量块经过B点后在缓冲段运行轨迹对应的弧度，β为的弧度，t为质量块从D点开始运行在上的时间，R1为的曲率半径；
[0035]当质量块从上堆栈平台经D点开始运行，质量块随着运行轨迹与水平面夹角的增大，其提供的机械功率增大，表示为：
[0036]P
m2
＝F
m2
×
v
[0037]F
m2
＝mgsinα2[0038][0039]其中，F
m2
为第二质量块在段提供给电机转子的力，α2为第二质量块运行轨迹与水平面的夹角，R2为的曲率半径。
[0040]作为本专利技术所述一种斜坡式重力储能功率平滑控制方法的一种优选方案，其中：所述功率波动还包括，重力储能系统选用同步电机，质量块运行的速度保持不变，并保证斜坡上第一质量块到达B点的同时，第二质量块以相同速度从D点开始在缓冲段运行，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种斜坡式重力储能功率平滑控制方法，其特征在于：包括，构建斜坡式重力储能的特征结构；基于斜坡式重力储能的特征结构，建立坐标系，设置斜坡与码放区之间缓冲段的轨迹；基于设置斜坡与码放区之间缓冲段的轨迹，平滑控制重力储能系统发电过程中质量块上下斜坡引起的功率波动。2.如权利要求1所述的一种斜坡式重力储能功率平滑控制方法，其特征在于：所述斜坡式重力储能的特征结构包括上堆栈平台、斜坡区域、缓冲段、质量块以及下堆栈平台。3.如权利要求2所述的一种斜坡式重力储能功率平滑控制方法，其特征在于：所述缓冲段的轨迹包括，通过直角建立坐标系并求取各离散点坐标的方法，拟合上缓冲段轨迹，设置下缓冲段为上缓冲段为C点为斜坡与缓冲段的切点，其曲率半径为R
2n
，质量块由C点平稳过渡至缓冲段，C点曲率半径与的曲率半径相等，具体如下：R
2n
＝R1以点C为切点，R
2n
为半径构造圆O
n
作为基准圆，过C点沿竖直方向做一条直线为y轴，过圆心O
n
沿水平方向做一直线为x轴，两直线的交点为坐标零点，缓冲段轨迹的终止点C为E
n
点，其坐标为(x
n
,y
n
)，基于构建的坐标系，E
n
点的横纵坐标分别为：x
n
＝0y
n
＝R
2n
×
cosθ建立缓冲段轨迹的直角坐标系。4.如权利要求3所述的一种斜坡式重力储能功率平滑控制方法，其特征在于：所述离散点坐标包括，E
N
点的坐标为(x
N
,y
N
),相邻的E
N
‑1点的坐标为(x
N
‑1,y
N
‑1)，两个离散点之间的距离为：相邻两个离散点所对应的弧角差为：Δγ
N
＝γ
N
‑
γ
N
‑1所述弧角差在基准圆O
n
对应的弧长为：L＝R
2N
×
Δγ
N
为保证上缓冲段轨迹与的长度一致，限定D
N
与L近似相等，得到各离散点E
N
的横坐标x
N
，根据几何关系，求得纵坐标y
N
为：y
N
＝R
2N
×
cosγ
N
从上缓冲段轨迹终止点C开始，依次求取各离散点坐标，将离散点坐标拟合为一条轨迹，为保证质量块的运行轨迹与变曲率圆的各点相切，组成变曲率圆的各离散圆的圆心需与初始基准圆的圆心在同一水平线。5.如权利要求4所述的一种斜坡式重力储能功率平滑控制方法，其特征在于：所述功率波动包括，在发电过程中，通过设置斜坡与堆栈平台的缓冲段以抑制质量块上下斜坡引起的功率波动，将上下缓冲段均设置为弧形，设置下缓冲段为上缓冲段为质量块为
重力储能系统提供的机械功率P
m
为：P
m
＝F
m
×
vF
m
＝nmg sinγ其中，F
m
为质量块提供给电机转子的力，v为质量块运行速度，n为斜坡上运行的质量块数量，m为质量块质量，g为重力加速度，γ为质量块运行轨迹与水平面的夹角；保持重力储能系统的放电功率平滑，需维持质量块提供的机械功率P
m
恒定，当质量块从斜坡经B点向下运行时，质量块随着运行轨迹与水平面夹角的变小，提供的机械功率减小，表示为：P
m1
＝F
m1
×
vF
m1
＝mg sin(β
‑
α1)其中，F
m1
为第一质量块在段提供给电机转子的力，α1为第一质量块经过B点后在缓冲段运行...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈巨龙，牟雪鹏，汪玉翔，李震，张裕，李庆生，王斌，杨婕睿，朱永清，张兆丰，罗晨，刘大猛，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：