[發明專利]一種應用于風電場的飛輪儲能矩陣系統的協調控制方法有效
| 申請號: | 201310169760.0 | 申請日: | 2013-05-09 |
| 公開(公告)號: | CN103219737A | 公開(公告)日: | 2013-07-24 |
| 發明(設計)人: | 王磊;宋永端;杜曉強 | 申請(專利權)人: | 重慶大學 |
| 主分類號: | H02J3/30 | 分類號: | H02J3/30 |
| 代理公司: | 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212 | 代理人: | 穆祥維 |
| 地址: | 400044 *** | 國省代碼: | 重慶;85 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 應用于 電場 飛輪 矩陣 系統 協調 控制 方法 | ||
1.一種應用于風電場的飛輪儲能矩陣系統的協調控制方法,其特征在于,該方法包括如下步驟:
1)建立風電場飛輪儲能矩陣拓撲結構:將多個飛輪儲能單元組成的飛輪儲能矩陣系統安裝在風電場出口處,再將這些飛輪儲能單元并聯在一條直流母線上;飛輪儲能矩陣系統的直流母線通過雙向變流器與風電場的交流母線并聯;
2)建立飛輪儲能矩陣的控制系統:該控制系統包括上層控制器和底層控制器;每一個飛輪儲能單元各由一個底層控制器控制,而所有的底層控制器由一個上層控制器協調控制;
3)飛輪儲能矩陣系統充放電控制:包括飛輪儲能矩陣系統放電控制和飛輪儲能矩陣系統充電控制;
3.1)飛輪儲能矩陣系統放電控制:首先,上層控制器根據飛輪儲能單元不同的轉速運行狀態,按比例分配系統總參考功率;在飛輪儲能矩陣系統運行到某一時刻,飛輪儲能單元i的運行角速度為ωi,且飛輪儲能矩陣系統中各飛輪儲能單元的轉速排序為:ω1≥ω2≥…≥ωn,各飛輪儲能單元中最大可輸出功率排序為:POmax1≥POmax2≥…≥POmaxn>O,各飛輪儲能單元中最大可輸出能量為:EO1≥EO2≥…≥EOn>0;
如果Prfw≤POmaxj,Prfw為飛輪儲能矩陣系統與風電場交流母線的參考交換功率;Prfw=Pref-Pwg,Pref風電場-飛輪儲能矩陣系統總參考功率,Pwg是風電場發出的有功功率;POmaxj為飛輪儲能單元j最大可輸出功率;將飛輪儲能單元j單獨接入飛輪儲能矩陣系統的直流母線;
如果Prfw≥POmax1,POmax1為飛輪儲能單元1最大可輸出功率;因此需要逐個選擇轉速最高的前m個飛輪儲能單元以并聯的方式接入飛輪儲能矩陣系統的直流母線,直到滿足:
接入直流母線的每個飛輪儲能單元的輸出參考功率為:
3.2)飛輪儲能矩陣系統充電控制:飛輪儲能矩陣系統充電過程中,Prfw<0,將按飛輪儲能矩陣系統中各儲能單元所儲存的能量的比例分配充電量;飛輪儲能矩陣系統中各飛輪儲能單元的最大可輸出功率排序為:POmax1≥POmax2≥…≥POmaxn>0,各飛輪儲能單元可輸入功率排序為:O<PImax1≤PImax2≤…≤PImaxn,各飛輪儲能單元中最大可吸收能量排序為:O<EI1≤EI2≤…≤EIn;
如果|Prfw|≤PImaxj,將儲能單元j單獨接入飛輪儲能矩陣系統的直流母線上進行儲能;
如果|Prfw|≥PImaxn,需要逐個選擇轉速最低的前m個飛輪儲能單元以并聯的方式接入飛輪儲能矩陣系統的直流母線進行儲能,直到滿足.
接入直流母線的每個飛輪儲能單元的輸入參考功率為:
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