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小样本下基于改进麻雀算法优化卷积神经网络的飞轮储能系统损耗 被引量:4
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作者 魏乐 李承霖 +1 位作者 房方 刘渝斌 《电网技术》 北大核心 2025年第1期366-372,I0113-I0115,共10页
飞轮储能系统具有待机损耗,不适合长期储能。针对飞轮损耗这一经济指标,基于飞轮储能系统运行的小样本数据,提出了一种结合Logistic混沌麻雀优化算法和卷积神经网络的飞轮损耗计算模型。首先,分析了飞轮损耗产生的原因;接下来对宁夏灵... 飞轮储能系统具有待机损耗,不适合长期储能。针对飞轮损耗这一经济指标,基于飞轮储能系统运行的小样本数据,提出了一种结合Logistic混沌麻雀优化算法和卷积神经网络的飞轮损耗计算模型。首先,分析了飞轮损耗产生的原因;接下来对宁夏灵武电厂的飞轮运行数据进行预处理,并使用对抗生成网络进行小样本扩充;然后基于卷积神经网络建立损耗模型,使用改进的麻雀算法对模型超参数进行优化,并通过对比验证了该模型的优越性;最后通过仿真实验证明了该模型能够优化飞轮储能系统的出力,降低飞轮损耗。 展开更多
关键词 飞轮储能系统损耗 小样本学习 卷积神经网络 麻雀搜索算法 LOGISTIC混沌映射
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飞轮储能系统含参数辨识的双矢量交替顺序模型预测控制
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作者 张建伟 喻研 +2 位作者 温素芳 田桂珍 刘广忱 《太阳能学报》 北大核心 2025年第10期97-106,共10页
为提高飞轮储能系统中永磁同步电机的控制精度,提出一种改进的模型预测控制策略。首先通过转矩和磁链的代价函数交替优先评估消除权重系数并无需确定控制目标的优先级,能够有效平衡转矩和磁链的控制效果。随后,为降低飞轮储能电机的转... 为提高飞轮储能系统中永磁同步电机的控制精度,提出一种改进的模型预测控制策略。首先通过转矩和磁链的代价函数交替优先评估消除权重系数并无需确定控制目标的优先级,能够有效平衡转矩和磁链的控制效果。随后,为降低飞轮储能电机的转矩和磁链脉动,设计双矢量合成的方法,简化占空比计算过程。此外,为提高系统的参数鲁棒性,采用最小二乘法对电机参数实现准确辨识并实时更新控制器参数,最后通过实验验证所提控制策略在飞轮储能系统充放电工况下的可行性和有效性。 展开更多
关键词 储能 模型预测控制 飞轮储能系统 永磁同步电机 参数辨识
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轨道交通中飞轮储能系统的改进自抗扰控制策略
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作者 张建伟 祁国龙 +3 位作者 付鹏宇 温素芳 田桂珍 刘广忱 《电网技术》 北大核心 2025年第10期4396-4405,I0118,共11页
飞轮储能系统(flywheel energy storage system,FESS)因其能量密度高、寿命长、响应快速和对环境友好等特点,被认为是轨道交通再生制动能量回收与利用的理想选择。飞轮储能系统的控制是保证系统稳定高效运行的关键部分。针对传统PI控制... 飞轮储能系统(flywheel energy storage system,FESS)因其能量密度高、寿命长、响应快速和对环境友好等特点,被认为是轨道交通再生制动能量回收与利用的理想选择。飞轮储能系统的控制是保证系统稳定高效运行的关键部分。针对传统PI控制器在控制飞轮储能系统的局限性,研究了一种改进的自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)策略。首先采用级联非线性扩张状态观测器增强系统对扰动的估计能力,提高了控制性能。然后,考虑到非线性ADRC中存在多个物理意义不明确且难以调试的参数的问题,结合滑模控制器(sliding mode control,SMC)的参数物理意义较为明确、鲁棒性强、抗扰动能力强等优点,构建了滑模—自抗扰控制(sliding mode-active disturbance rejection control,SM-ADRC),提高了系统的控制性能。其次,针对SM-ADRC控制器参数设置的复杂性,采用了粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法对控制参数进行整定,提高了参数整定的效率。最后通过实验验证了所提控制策略在飞轮储能系统充放电工况下的可行性和有效性。 展开更多
关键词 飞轮储能系统 自抗扰控制 轨道交通 滑模控制 粒子群优化
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电网调频飞轮储能系统并网能量管理与控制策略
4
作者 许庆祥 滕伟 +3 位作者 秦润 宋顺一 柳亦兵 梁双印 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第5期2013-2022,共10页
飞轮储能系统以其具有响应速度快、能量转换效率高、能量密度高、使用寿命长和环保等优势,在电网调频领域的作用日益凸显。目前的飞轮单机功率和能量尚不足以对电网的频率波动提供足够的支撑,需要将多台飞轮并联组合成阵列以进行调频响... 飞轮储能系统以其具有响应速度快、能量转换效率高、能量密度高、使用寿命长和环保等优势,在电网调频领域的作用日益凸显。目前的飞轮单机功率和能量尚不足以对电网的频率波动提供足够的支撑,需要将多台飞轮并联组合成阵列以进行调频响应。针对飞轮储能系统并网运行时单元的能量状态不一和机网联合控制时母线电压稳定性差的问题,本工作提出了飞轮储能阵列内的功率优化分配方法和飞轮储能单元的机网协调控制策略。考虑了飞轮储能系统的功率和容量限制,实现了各飞轮单元运行一致性;采用基于自抗扰控制的直流母线电压外环和基于模型预测控制的电流内环控制策略,建立飞轮储能机网两侧模型,分析了飞轮储能系统的整体控制效果。通过仿真验证了本文所提飞轮储能系统并网能量管理与控制策略的有效性。 展开更多
关键词 飞轮储能系统 功率分配策略 机网协调控制 运行一致性
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核电应急飞轮储能系统转子设计及动力学特性分析
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作者 王鼎 邹琴 +2 位作者 赵文昊 荆海莲 刘伟 《机械设计》 北大核心 2025年第5期66-73,共8页
由于“华龙一号”核电堆型的应急柴油机组启动时间延长,可能会对设备和系统造成一定危害,提出采用大功率飞轮储能系统为机组启动争取到5 s以上的时间。采用实心圆盘应力解析式作为应力约束条件确定了转子的外径,采用倒角的方式减小等效... 由于“华龙一号”核电堆型的应急柴油机组启动时间延长,可能会对设备和系统造成一定危害,提出采用大功率飞轮储能系统为机组启动争取到5 s以上的时间。采用实心圆盘应力解析式作为应力约束条件确定了转子的外径,采用倒角的方式减小等效应力,分析了在不同圆角半径下的等效应力,确定了合理的圆角半径。通过谐响应分析发现不能单纯地依靠模态分析结果排除反向涡动,只考虑正向涡动的情况。当转子放电转速位于共振区间时可以采用降低或者增加支撑刚度来达到偏离共振区间的目的,通过谐响应分析也可以反馈调节模态分析中设置的支撑刚度。对该转子的设计与分析结果显示转子应力合格,模态分析初始支撑刚度确定为7×10^(6) N/m,通过谐响应分析结果确定了共振区间范围,为避免共振提供依据。 展开更多
关键词 飞轮储能系统 转子 结构设计 动力学特性 共振
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基于六相同步电机的高速飞轮储能系统并网控制研究
6
作者 张国平 王富强 +1 位作者 张洪福 袁桂丽 《电工电能新技术》 北大核心 2025年第8期9-19,共11页
多相永磁同步电机飞轮储能系统的并网需实现直流母线电压的稳定控制、网侧瞬时有功功率的快速响应,针对传统的并网功率/直流母线电压控制方式并网功率响应速度慢、偏差大等问题,本文开展了六相电机驱动的高速飞轮储能系统并网控制策略研... 多相永磁同步电机飞轮储能系统的并网需实现直流母线电压的稳定控制、网侧瞬时有功功率的快速响应,针对传统的并网功率/直流母线电压控制方式并网功率响应速度慢、偏差大等问题,本文开展了六相电机驱动的高速飞轮储能系统并网控制策略研究,对飞轮并网的三个阶段,提出了相适应的多相电机高速飞轮储能系统并网控制方法。在飞轮升速阶段,母线电压、飞轮转速分别由网侧变流器、机侧变流器控制;并网准备/运行阶段,母线电压采用机侧变流器控制,网侧变流器控制飞轮并网功率。基于六相永磁同步电机数学模型开展仿真验证,结果表明,所提控制策略可实现六相电机飞轮储能系统并网运行时直流母线电压的稳定控制;与传统控制策略相比,在100 kW、200 kW、300 kW、400 kW、500 kW阶跃式并网功率指令下,响应时间分别提前3 ms、9 ms、14 ms、27 ms、53 ms。 展开更多
关键词 六相永磁同步电机 高速飞轮储能系统 并网控制 充放电控制
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用于同步调相机—飞轮储能系统的磁齿轮调速器优化设计
7
作者 常可 詹阳 李志强 《水电能源科学》 北大核心 2025年第9期197-202,共6页
随着新能源占比的提高,电力系统的惯量支撑、电压支撑以及调频能力明显减弱。同步调相机—飞轮储能系统的研发,对于提高新能源场站的调节能力、增强新型电力系统的稳定性具有重要意义。简要阐述了用于同步调相机—飞轮储能系统的磁齿轮... 随着新能源占比的提高,电力系统的惯量支撑、电压支撑以及调频能力明显减弱。同步调相机—飞轮储能系统的研发,对于提高新能源场站的调节能力、增强新型电力系统的稳定性具有重要意义。简要阐述了用于同步调相机—飞轮储能系统的磁齿轮调速器的工作原理和不同的运行状态,着重对其电磁结构进行了优化设计。建立了磁齿轮调速器的电磁有限元模型,通过计算和分析空载漏磁系数选定了V形永磁体内转子的磁障形状,进而采用遗传算法,在一定的永磁体用量和定子槽面积条件下,对V形永磁体和定子槽的形状参数及调制环的极弧系数进行了多目标优化,并分析了目标性能与结构形状参数的相关性。优化设计和相关性分析结果从结构设计上为磁齿轮调速器转矩和效率性能的提升指明了方向。 展开更多
关键词 同步调相机—飞轮储能系统 磁齿轮调速器 转矩 效率 多目标优化
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基于浸入与不变理论的电动汽车快充站飞轮储能系统非线性控制策略
8
作者 韩磊 王育飞 薛花 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期260-268,共9页
为更好地补偿快充站直流侧母线电压跌落并限制电网功率爬坡率,提出1种基于浸入与不变理论的直流快充站飞轮储能系统非线性控制策略。首先,考虑快充站供电系统功率平衡关系,分析飞轮储能传统控制策略下充电负荷接入瞬间引发的冲击特性,... 为更好地补偿快充站直流侧母线电压跌落并限制电网功率爬坡率,提出1种基于浸入与不变理论的直流快充站飞轮储能系统非线性控制策略。首先,考虑快充站供电系统功率平衡关系,分析飞轮储能传统控制策略下充电负荷接入瞬间引发的冲击特性,确立直流母线电压稳定为优化目标;然后,考虑快充站母线电压控制效果和储能出力电流控制精度,建立飞轮储能的仿射非线性模型,利用浸入与不变理论构建流形面及控制律以提供快速响应充电负荷电流突变和飞轮转速变化的能力,并设计储能系统充放电控制策略;最后,搭建仿真模型对单/多台电动汽车接入下不同控制策略进行对比分析。结果表明,所提控制策略可有效抑制电动汽车接入及飞轮转速变化对母线电压的影响,缓解对配电网的冲击。 展开更多
关键词 飞轮储能系统 电动汽车快速充电站 直流母线电压 控制策略
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飞轮储能系统及其运行控制技术研究 被引量:76
9
作者 张建成 黄立培 陈志业 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期108-111,共4页
设计了用于电力系统的飞轮储能(FES)系统,该系统主要包括储存能量的飞轮、支撑飞轮的轴承、进行机电能量转换的异步电动/发电机和微控制器控制的电能转换系统。研究了FES系统中异步电机动态过程仿真计算问题,提出了VVVF逆变器控制的异... 设计了用于电力系统的飞轮储能(FES)系统,该系统主要包括储存能量的飞轮、支撑飞轮的轴承、进行机电能量转换的异步电动/发电机和微控制器控制的电能转换系统。研究了FES系统中异步电机动态过程仿真计算问题,提出了VVVF逆变器控制的异步电机动态数值模型,给出了采用四阶龙格库塔方法求解FES系统加速储能过程数值仿真结果。进行了FES系统加速储能试验和与电网同步运行控制试验,给出了试验测试结果。 展开更多
关键词 飞轮储能系统 运行控制 电力系统 仿真
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高温超导飞轮储能系统的发展现状 被引量:21
10
作者 余志强 张国民 +3 位作者 邱清泉 胡磊 张文峰 庄飚 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第12期109-118,共10页
当高温超导体处于超导态,永磁体的部分磁力线进入到超导体内,由于磁通钉扎的作用,永磁体无需控制而稳定悬浮,这种悬浮特性称为无源自稳定性。高温超导飞轮储能系统安装了无源自稳定悬浮的超导轴承,具有稳定度高、大容量、高效率以及无... 当高温超导体处于超导态,永磁体的部分磁力线进入到超导体内,由于磁通钉扎的作用,永磁体无需控制而稳定悬浮,这种悬浮特性称为无源自稳定性。高温超导飞轮储能系统安装了无源自稳定悬浮的超导轴承,具有稳定度高、大容量、高效率以及无污染等优势,在风电和太阳能发电、电力系统调峰和电动汽车等方面具有广阔的应用前景。本文概述了高温超导飞轮储能系统的基本工作原理和主要结构,详细论述了高温超导飞轮储能系统的国内外发展现状,探讨了高温超导飞轮储能系统的关键技术、当前的研究热点和特殊应用。 展开更多
关键词 无源自稳定性 高温超导飞轮储能系统 超导轴承 损耗
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应用飞轮储能系统阻尼电力系统低频振荡 被引量:20
11
作者 史林军 陈中 +1 位作者 王海风 唐国庆 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2010年第8期29-33,共5页
飞轮储能系统(FESS)具有独立的有功和无功功率调节能力,通过适当的控制策略补偿系统振荡功率,能快速平息振荡,达到抑制低频振荡的目的。文中应用阻尼转矩法从理论上分析了FESS阻尼系统低频振荡的机理,并在此基础上提出FESS最佳安装地点... 飞轮储能系统(FESS)具有独立的有功和无功功率调节能力,通过适当的控制策略补偿系统振荡功率,能快速平息振荡,达到抑制低频振荡的目的。文中应用阻尼转矩法从理论上分析了FESS阻尼系统低频振荡的机理,并在此基础上提出FESS最佳安装地点、阻尼控制器回路、反馈信号的选择及附加阻尼控制参数整定的解决方法。以4机系统为例,特征值计算和时域仿真都表明了分析结果的正确性。 展开更多
关键词 飞轮储能系统 低频振荡 双馈感应电机 PHILLIPS-HEFFRON模型 阻尼转矩分析
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基于背靠背双PWM变流器的飞轮储能系统并网控制方法研究 被引量:28
12
作者 刘文军 唐西胜 +1 位作者 周龙 齐智平 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第16期120-128,共9页
采用带LCL滤波器的背靠背双PWM变流器作为飞轮电机与电网进行能量交换的接口,提出一种飞轮储能系统并网控制方法。该方法由电网侧变流器控制和电机侧变流器控制两部分组成,并经过充电、预并网和并网运行三个阶段。在充电和预并网阶段,... 采用带LCL滤波器的背靠背双PWM变流器作为飞轮电机与电网进行能量交换的接口,提出一种飞轮储能系统并网控制方法。该方法由电网侧变流器控制和电机侧变流器控制两部分组成,并经过充电、预并网和并网运行三个阶段。在充电和预并网阶段,电网侧变流器采用不控整流方式,电机侧变流器先后采用速度外环和电压外环控制方式;在并网运行阶段,电网侧变流器控制采用基于电网侧电流外环、变流器侧电流内环的直接功率控制策略,控制并网有功功率的大小及流向;电机侧变流器控制采用直流母线电压外环、电流内环的双闭环控制策略,维持直流母线电压恒定。采用零极点对消降阶法及对称优化函数等效法分别设计电机侧内外环控制器参数。进行了飞轮储能系统的充电、预并网和并网运行实验。实验结果验证了所提飞轮储能系统并网控制方法的可行性。 展开更多
关键词 飞轮储能系统 并网控制 充放电控制 双脉宽调制变流器 LCL滤波器 永磁同步电机
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基于改进型滑模观测器的飞轮储能系统控制方法 被引量:22
13
作者 刘文军 周龙 +1 位作者 唐西胜 齐智平 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期71-78,共8页
该文分析了飞轮电机高速运转时滑模观测器估算角度存在偏差的原因,提出一种补偿截止频率等于电机电气频率的自适应低通滤波器固定滞后角的角度偏差消除方法,并改进了滑模观测器。通过稳定性分析得到了改进型滑模观测器的稳定条件。为了... 该文分析了飞轮电机高速运转时滑模观测器估算角度存在偏差的原因,提出一种补偿截止频率等于电机电气频率的自适应低通滤波器固定滞后角的角度偏差消除方法,并改进了滑模观测器。通过稳定性分析得到了改进型滑模观测器的稳定条件。为了实现飞轮电机全速度范围的无速度传感器控制,采用基于模拟角的电流闭环控制实现飞轮电机的起动和低速运行,在转速达到某个设定值时切换到滑模变结构控制。给出了基于改进型滑模观测器的飞轮储能系统充放电控制方法。在充电和待机时采用了速度外环、电流内环的双闭环控制策略,在放电时采用了电压外环、电流内环的双闭环控制策略。进行了飞轮储能系统的起动、充电、待机、放电实验,实验结果验证了基于该改进型滑模观测器的飞轮储能系统控制方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 滑模观测器 无传感器 自适应滤波器 飞轮储能系统 充放电控制 永磁同步电机
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飞轮储能系统用超导电磁混合磁悬浮轴承设计 被引量:30
14
作者 李万杰 张国民 +1 位作者 王新文 邱清泉 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第S01期10-18,共9页
提出一种将径向超导磁轴承和轴向电磁轴承集成于一体的混合磁悬浮轴承结构设计,用于超导飞轮储能系统中支撑飞轮转子。利用多物理场仿真软件Comsol对超导径向磁悬浮轴承悬浮力进行仿真计算,在电磁轴承定子铁心内环内径、外环外径参数已... 提出一种将径向超导磁轴承和轴向电磁轴承集成于一体的混合磁悬浮轴承结构设计,用于超导飞轮储能系统中支撑飞轮转子。利用多物理场仿真软件Comsol对超导径向磁悬浮轴承悬浮力进行仿真计算,在电磁轴承定子铁心内环内径、外环外径参数已知的条件下利用Ansys Maxwell软件以电磁力最大为目标对结构参数进行优化设计,并分析了超导和电磁轴承关键性能参数的相互影响,试制原理样机,测量悬浮力并比较了其优势。测量结果表明,利用超导轴承的自稳定性可减小混合轴承悬浮力合力随气隙增大而减小的速率,降低电磁轴承控制器的响应速率,将液氮作为冷却介质可有效解决电磁轴承线圈的发热问题,集成结构设计可提高磁悬浮轴承的悬浮力体积比,验证了其有效性。 展开更多
关键词 飞轮储能系统 磁悬浮轴承 自稳定性 集成结构设计
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地铁牵引供电系统中高速飞轮储能系统控制研究 被引量:9
15
作者 张丹 姜建国 +5 位作者 陈鹰 张亮 赵思峰 张建平 李胜飞 韦统振 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第12期1-8,共8页
针对地铁牵引供电系统中列车再生制动能量浪费问题,提出采用高速飞轮储能系统进行循环利用再生制动能量。在分析直流牵引网电压波动的基础上,采用一种基于直流牵引网电压的高速飞轮储能系统充放电控制方法来实现地铁牵引供电系统中高速... 针对地铁牵引供电系统中列车再生制动能量浪费问题,提出采用高速飞轮储能系统进行循环利用再生制动能量。在分析直流牵引网电压波动的基础上,采用一种基于直流牵引网电压的高速飞轮储能系统充放电控制方法来实现地铁牵引供电系统中高速飞轮储能系统(FESS)的有效运行。在MATLAB/Simulink中构建含高速飞轮储能系统的地铁列车起动与制动仿真模型,包括同一区间内两列地铁列车同时起动和同时制动两种工况,并对所提飞轮储能系统控制方法进行仿真验证。为进一步验证所提方法的有效性,首次在国内某地铁牵引站内安装高速飞轮储能装置进行现场应用试验,采集高速飞轮储能系统相关数据。实测数据表明,所提控制方法能够实现地铁牵引供电系统中高速飞轮储能系统的稳定运行。 展开更多
关键词 飞轮储能系统 再生制动能量 地铁 直流牵引网 地铁牵引站 充放电
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飞轮储能系统反向制动发电问题研究 被引量:12
16
作者 杜玉亮 郑琼林 +1 位作者 郭希铮 刘友梅 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期157-162,176,共7页
分析了一种采用永磁同步电机驱动的飞轮储能系统充放电过程,发现飞轮储能系统反向制动发电过程中传统PI电流调节器dq轴电流存在较大超调振荡,在弱磁区会导致负id电流的误补偿,指出其在高速飞轮储能系统应用存在局限性,并基于以上分析,... 分析了一种采用永磁同步电机驱动的飞轮储能系统充放电过程,发现飞轮储能系统反向制动发电过程中传统PI电流调节器dq轴电流存在较大超调振荡,在弱磁区会导致负id电流的误补偿,指出其在高速飞轮储能系统应用存在局限性,并基于以上分析,提出采用复矢量电流调节器在弱磁区反向制动发电过程可取得理想的dq轴电流动态性能,仿真和实验结果验证了方法的可行性。 展开更多
关键词 飞轮储能系统 永磁同步电机 复矢量电流调节器 发电制动
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多机系统中飞轮储能系统稳定器与PSS的协调优化 被引量:8
17
作者 史林军 张磊 +1 位作者 陈少哺 唐国庆 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第28期1-8,共8页
为消除飞轮储能系统(flywheel energy storage system,FESS)稳定器与电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)间可能存在的相互负影响,提出将加入混沌算法和模拟退火思想的改进粒子群优化算法(improved particle swarmoptimization... 为消除飞轮储能系统(flywheel energy storage system,FESS)稳定器与电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)间可能存在的相互负影响,提出将加入混沌算法和模拟退火思想的改进粒子群优化算法(improved particle swarmoptimization,IPSO)用于协调优化FESS稳定器与PSS参数。该算法通过混沌初始化和迭代中加入模拟退火思想来提高算法的效率和全局搜索能力。将多种运行方式下的所有特征值作为考察对象,在目标函数中同时考虑机电振荡模式和非机电振荡模式的性能,并通过IPSO算法协调优化各稳定器参数。在新英格兰10机系统算例中,应用IPSO算法协调优化的稳定器在不同运行方式下都能有效抑制系统振荡,表明了该方法的有效性和鲁棒性。在4机系统算例中,通过与逐个设计稳定器方法的比较可知,经IPSO协调优化的稳定器具有更好的阻尼效果,从而验证了该方法的优越性。 展开更多
关键词 飞轮储能系统 低频振荡 电力系统稳定器 粒子群优化算法 混沌算法 模拟退火算法
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基于机械轴承飞轮储能系统损耗的构成分析 被引量:7
18
作者 冯奕 林鹤云 +1 位作者 颜建虎 黄允凯 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期71-75,共5页
为研究飞轮储能系统(FESS)的性能,设计并制作了一套基于机械轴承的、采用无刷直流电机驱动的飞轮储能系统,对驱动电机及整套系统在转速小于10 000 r/min时的损耗分别进行了测量.分析了电损、风损和轴承损耗3种主要损耗,采用最小二乘法,... 为研究飞轮储能系统(FESS)的性能,设计并制作了一套基于机械轴承的、采用无刷直流电机驱动的飞轮储能系统,对驱动电机及整套系统在转速小于10 000 r/min时的损耗分别进行了测量.分析了电损、风损和轴承损耗3种主要损耗,采用最小二乘法,对电损与转速的关系进行指数函数拟合,对风损、轴承损耗与转速的关系进行了多项式拟合,从而分离了3种损耗.对处于不同待机转速的飞轮储能系统的恒功率放电时间和经历了不同待机时间的能量利用系数进行了计算分析.结果表明:要提高FESS的效率必须采用磁悬浮轴承并将系统置于真空环境中;FESS恒功率放电时间与待机转速成1.8次方关系;待机转速和待机时间是能量利用系数的重要影响因素.研究结果为新能源发电系统对FESS的选择提供了理论依据. 展开更多
关键词 飞轮储能系统 损耗 无刷直流电机 能量利用系数
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用于风电场功率控制的飞轮储能系统仿真研究 被引量:22
19
作者 汤凡 刘天琪 李兴源 《电网与清洁能源》 2010年第2期63-68,共6页
风电输出功率的波动性和间歇性严重影响电能质量。飞轮储能系统因单位储能成本和使用寿命方面的优势,成为当下解决该问题的一种潜在方案。以无刷直流电机作为飞轮的驱动电机,在分析其电动/发电运行的基本原理及数学模型的基础上,建立了... 风电输出功率的波动性和间歇性严重影响电能质量。飞轮储能系统因单位储能成本和使用寿命方面的优势,成为当下解决该问题的一种潜在方案。以无刷直流电机作为飞轮的驱动电机,在分析其电动/发电运行的基本原理及数学模型的基础上,建立了飞轮储能系统的仿真模型。结合无刷直流电机双闭环调速系统和风电场功率控制要求设计了飞轮储能系统充电运行的控制方案。探讨了飞轮储能系统的能量反馈机理,利用回馈制动方式和前馈解耦控制策略分别对直流母线电压和电网侧逆变器进行控制,实现放电状态下对风电场输出功率的跟踪。最后通过实例仿真验证了模型的正确性和控制方案的有效性,为飞轮储能系统的设计和在风电场功率控制中的应用提供了参考和指导。 展开更多
关键词 风电场 飞轮储能系统 无刷直流电机 仿真模型
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基于飞轮储能系统的直流UPS控制方法研究 被引量:6
20
作者 刘文军 唐西胜 +1 位作者 周龙 齐智平 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2014年第10期16-22,共7页
飞轮储能系统将能量以机械能的形式储存在高速旋转的飞轮转子中。与传统化学电池相比,飞轮储能系统优势明显,已获得了广泛的应用。为了解决电网电压对称跌落所带来的直流负载端电压暂降问题,给出了基于飞轮储能系统的直流UPS系统电路拓... 飞轮储能系统将能量以机械能的形式储存在高速旋转的飞轮转子中。与传统化学电池相比,飞轮储能系统优势明显,已获得了广泛的应用。为了解决电网电压对称跌落所带来的直流负载端电压暂降问题,给出了基于飞轮储能系统的直流UPS系统电路拓扑及控制方法。在电网电压正常时,飞轮电机采用速度外环、电流内环的双闭环控制策略加速充电或恒速待机;在电网电压发生对称跌落时,飞轮电机采用电压外环、电流内环的双闭环控制策略减速放电。提出了电流内环控制器的零极点对消降阶设计方案,采用对称优化函数等效法设计了速度外环及电压外环控制器参数,并对设计的控制器进行了稳定性分析。通过Matlab/Simulink仿真对该控制方法进行了验证。结果表明,该控制方法及所设计的控制器参数能准确控制飞轮电机运行模式,稳定直流负载端电压,保护直流负载不受电网电压跌落的影响。 展开更多
关键词 飞轮储能系统 直流不间断电源 充放电控制 永磁同步电机
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