[发明专利]基于分布式协同的飞轮储能阵列充放电控制方法

权利要求书

1.基于分布式协同的飞轮储能阵列充放电控制方法，其特征在于，飞轮储能系统由n台飞轮储能单元组成的，每台飞轮储能单元都能与邻近的一台或多台飞轮储能单元进行通信，通过这种方式在所有飞轮储能单元之间构成一个网络层，每个飞轮储能单元都是通过这个网络层与其他单元交换信息，对飞轮储能单元进行相应的控制；包括以下步骤：

首先，确定各飞轮储能单元的最大充放荷电状态，表达式如下；

式中，SOC_max和SOC_min分别表示飞轮储能单元的荷电状态上限和下限值；SOC_i为当前第i个飞轮储能单元的荷电状态；和分别表示飞轮储能单元的最大充放荷电状态。

其次，基于荷电状态的充电状态和放电状态的一致性算法，使每个飞轮储能单元的充电和放电状态变量趋于一致，完成飞轮储能阵列功率的平滑控制，表达式如下；

式中，和分别表示k时段第i个飞轮储能单元的充电和放电状态变量；和分别表示k时段第i个充电状态变量的分子和分母参数；和分别表示k时段第i个放电状态变量的分子和分母参数。

第三，确定飞轮储能系统储存或者释放的功率，表达式如下；

ΔP＝P_w-P

式中，P_w表示新能源发电站输出功率；P表示电网实际需要的功率；ΔP0表示飞轮储能单元需要进行充电来吸收多余的功率；ΔP0表示飞轮储能单元需要进行放电来补充功率的不足；

其中，距离新能源发电站最近的飞轮储能单元为1号，在飞轮储能阵列中，只要飞轮储能单位1号与新能源发电站有网络联系，就可以获得ΔP的信息；在每个功率分配周期时，飞轮储能单位1号和其他未跟新能源发电站相连的单位设置的初始值如下：

进一步，采用平均一致性算法，表达式如下；

式中，a_ij表示一致性算法的收敛系数。

2.根据权利要求1所述基于分布式协同的飞轮储能阵列充放电控制方法，其特征在于，所述状态变量会趋近于其初始值的平均值，平均值结果表达式如下；

由此得到充电状态变量和放电状态变量会趋近于一个固定值，表达式如下；

式中，和分别表示充电状态变量和放电状态变量。

3.根据权利要求1所述基于分布式协同的飞轮储能阵列充放电控制方法，其特征在于，在一个功率分配周期里，飞轮储能单元只能处在一个模式不能充电与放电交替进行，每个飞轮储能单元的功率通过充放电状态变量，表达式如下；

式中，P_fly表示储能单元的功率。

4.根据权利要求1所述基于分布式协同的飞轮储能阵列充放电控制方法，其特征在于，根据ΔP的信息，求得每个飞轮储能单元的参考功率；一致性算法是完全分布式协同的，每个飞轮储能单元只需要根据自身信息及相邻飞轮储能单元的信息，就得到自身的充放电参考功率，通过调节飞轮的转速来控制充放电过程。