[發(fā)明專利]一種基于單元狀態(tài)綜合評價的飛輪儲能陣列控制方法

在審

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• 申請日: 2021-06-04
• 公開（公告）號: CN113315244A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃淼;李濤;李韜;楊小永
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號: H02J15/00
• 分類號: H02J15/00;H02J3/30;H02J1/16
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 廖曦

1.一種基于單元狀態(tài)綜合評價的飛輪儲能陣列控制方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

步驟1：獲取飛輪儲能單元信息，包括飛輪轉(zhuǎn)速、軸承溫度、艙體真空度和電機(jī)電壓電流信息；

步驟2：根據(jù)飛輪儲能單元信息，進(jìn)行飛輪儲能單元狀態(tài)估計(jì)，包括荷電狀態(tài)、健康狀態(tài)、剩余可用壽命和功率狀態(tài)，同時實(shí)現(xiàn)在線故障診斷；

步驟3：根據(jù)所述飛輪儲能單元狀態(tài)估計(jì)結(jié)果，進(jìn)行高溫保護(hù)、轉(zhuǎn)速保護(hù)、電壓電流保護(hù)和艙體真空度保護(hù)，并對飛輪儲能單元進(jìn)行充放電控制，以實(shí)現(xiàn)飛輪儲能陣列控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單元狀態(tài)綜合評價的飛輪儲能陣列控制方法，其特征在于：所述飛輪儲能單元狀態(tài)估計(jì)包括荷電狀態(tài)估計(jì)，具體為：

根據(jù)第一公式對飛輪儲能單元的荷電狀態(tài)SOC進(jìn)行估計(jì)，第一公式為：

其中，J為飛輪的轉(zhuǎn)動慣量，ω為飛輪旋轉(zhuǎn)的角速度，ω_max為飛輪旋轉(zhuǎn)的最大角速度；SOC為飛輪儲能單元剩余容量與完全充電狀態(tài)的容量的比值，SOC～[0,1]，SOC＝0表示放電完全，SOC＝1表示充電完全。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單元狀態(tài)綜合評價的飛輪儲能陣列控制方法，其特征在于：所述飛輪儲能單元狀態(tài)估計(jì)包括功率狀態(tài)估計(jì)，具體為：

根據(jù)第二公式確定飛輪儲能系統(tǒng)的有功損耗，第二公式為：

P＝P_m+P_k+P_c＝(P_m1+P_m2+P_m3)+(P_k1+P_k2)+(P_c1+P_c2)，

其中，P_m為機(jī)械損耗，包括軸承損耗P_m1、風(fēng)阻損耗P_m2和真空汞損P_m3；P_k為電機(jī)損耗，包括鐵損P_k1和銅損P_k2；P_c為變流器損耗，包括開關(guān)損耗P_c1和通態(tài)損耗P_c2；

根據(jù)飛輪儲能系統(tǒng)的有功損耗的計(jì)算結(jié)果，分析損耗值是否處于正常范圍。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單元狀態(tài)綜合評價的飛輪儲能陣列控制方法，其特征在于：所述飛輪儲能單元狀態(tài)估計(jì)包括健康狀態(tài)估計(jì)，具體為：

根據(jù)飛輪儲能單元信息，對飛輪的轉(zhuǎn)速、溫度、電壓電流、艙體真空度是否處于健康狀態(tài)進(jìn)行評估。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于單元狀態(tài)綜合評價的飛輪儲能陣列控制方法，其特征在于：所述根據(jù)飛輪儲能單元信息，對飛輪的轉(zhuǎn)速、溫度、電壓電流、艙體真空度是否處于健康狀態(tài)進(jìn)行評估具體為：

當(dāng)測量的電機(jī)轉(zhuǎn)速n最大轉(zhuǎn)速n_max時，軸承會斷裂，此時轉(zhuǎn)速保護(hù)啟動；

當(dāng)電機(jī)的測量轉(zhuǎn)速n最小轉(zhuǎn)速n_min時，電動機(jī)發(fā)熱或在微網(wǎng)中直流電壓波動，此時轉(zhuǎn)速保護(hù)啟動；

當(dāng)測量的軸承溫度t電機(jī)不同位置的最高溫度t_max時，會增加電機(jī)損耗，影響軸承壽命等，此時高溫保護(hù)啟動；

當(dāng)測量的電流i最大電流i_max時，會損害電機(jī)的壽命，此時電流保護(hù)啟動；

當(dāng)測量的電壓u1.1倍額定電壓u_N時，或當(dāng)測量的電壓u0.9倍額定電壓u_N時，會引起電機(jī)過熱，此時電壓保護(hù)啟動；

當(dāng)測量的艙體真空度額定真空度時，會造成飛輪本體的損耗劇增，此時艙體真空度保護(hù)啟動。