[发明专利]用于电动汽车直流快充站的飞轮储能系统容量配置方法

说明书

本发明涉及一种用于电动汽车直流快充站的飞轮储能系统容量配置方法，包括以下步骤：获取电动汽车直流快充站当前负载额定功率；根据负载额定功率计算获取负载对应的母线电压最大允许的跌落幅值Δv_dc‑max和电网功率爬坡率最大值k_Grid；根据于直流快充站的控制策略参数获取电压最大跌落幅值与机械角速度跌落幅值之间的比值系数D_v/ω；根据上述各参数结合源‑储‑荷功率特性曲线计算获取飞轮储能系统中的飞轮转动惯量参考值与机械角速度参考值；将飞轮转动惯量参考值与机械角速度参考值输入至飞轮储能系统的控制系统，对飞轮储能系统进行容量配置。与现有技术相比，本发明能够具有针对性和准确性地对飞轮储能系统的容量进行配置。

技术领域

本发明涉及一种电动汽车直流快充站，尤其是涉及一种用于电动汽车直流快充站的飞轮储能系统容量配置方法。

背景技术

随着电动汽车快速充电技术的普及，越来越多的电动汽车快充站在城市核心区域投入建设与运营。快充站负荷具有功率大与随机性强的特点，可导致电网功率的急剧上升，对电力系统造成强烈冲击。在直流快充站配置飞轮储能可有效缓解电网功率冲击以及补偿母线电压跌落问题。

但是现有的直流快充站的飞轮储能系统存在以下问题：飞轮储能系统的储能容量多才用经验方法，无法进行精确的配置，造成容量过大或者过小。若储能容量配置不足，飞轮储能系统将无法有效发挥对电网的功率缓冲作用；若储能容量配置裕度过大，将造成储能资源的浪费。由于功率冲击问题主要体现在快速充电启动阶段，这一过渡阶段时间往往比较短暂，所以用来实现功率缓冲的飞轮储能容量的配置要确保精准，这便需要考虑具体控制策略下的飞轮储能功率特性。现有研究在对飞轮储能系统进行容量配置时多未结合其储能特性，也未对飞轮储能的基本参数飞轮转子转动惯量以及初始机械角速度值的求解进行详细研究。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于电动汽车直流快充站的飞轮储能系统容量配置方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于电动汽车直流快充站的飞轮储能系统容量配置方法，包括以下步骤：

S1、获取电动汽车直流快充站当前负载额定功率；

S2、根据负载额定功率计算获取负载对应的母线电压最大允许的跌落幅值Δv_dc-max和电网功率爬坡率最大值k_Grid；

S3、根据于直流快充站的控制策略参数获取电压最大跌落幅值与机械角速度跌落幅值之间的比值系数D_v/ω；

S4、根据上述各参数结合源-储-荷功率特性曲线计算获取飞轮储能系统中的飞轮转动惯量参考值与机械角速度参考值；

S5、将飞轮转动惯量参考值与机械角速度参考值输入至飞轮储能系统的控制系统，对飞轮储能系统进行容量配置。

进一步地，在步骤S3中，母线电压最大跌落幅值与机械角速度跌落幅值之间的比值系数D_v/ω的计算表达式为：

式中，v_dc-ref是母线电压额定值，t₀为充电启动时刻，t是当前运行时刻，E_Gd是电网电压在dq0坐标系下的d轴分量，K_gp和K_gi是GSC电压控制外环的PI参数，K_fp和K_fi是LCC-SFC电压控制外环的PI参数，K_ωp和K_ωi是LCC-SFC转速控制环的PI参数。

进一步地，在步骤S2中，负载对应的母线电压最大允许的跌落幅值Δv_dc-max的计算表达式为：