[发明专利]一种多智能体飞轮集群储能系统

说明书

本发明涉及储能系统技术领域，且公开了一种多智能体飞轮集群储能系统，包括以下方法步骤：S1：首先获取需调节对象的实际电能参数，得到飞轮集群储能系统所需要完成的储能或释能总功率；每个飞轮储能单元均具有数据收发、数据分析、控制信号收发功能；S2：通过采用一种各飞轮储能或释能功率与充放电裕度比值一致的功率分配算法，结合各飞轮储能单元的实际运行状态。该多智能体飞轮集群储能系统，通过将所有飞轮储能单元构造为可彼此通讯实现协调控制的智能体单元，并一致性算法作为首要控制方式，从而使得飞轮储能集群系统实现多智能体方式运行，在确保调整效果的前提下，使主从控制可以灵活变化，实现飞轮之间的互相调节配合。

技术领域

本发明涉及储能系统技术领域，具体为一种多智能体飞轮集群储能系统。

背景技术

随着未来以风、光为代表的可再生能源大量接入，其出力的随机性、间歇性、波动性将导致电力系统所面临单位时间内可再生能源的不确定性也随之加大。同时，近年来经济稳定增长，用电量也呈逐年上升的趋势。供需不平衡而造成电网的异常运行严重危害了电网的安全性、稳定性、可靠性、经济性。

为解决以上问题，大力发展储能技术是未来电力行业发展的必然选择，而飞轮储能相对于传统的电化学储能方式具有高容量、长寿命、可进行高功率充放电且无污染等诸多优点，但针对该储能技术的大规模利用目前主要面临以下问题：

1、目前的飞轮储能应用基本为单体大容量成组运行，针对光伏风电等需要超高容量的储能场合仍有很大局限性，且飞轮储能单元只能通过主机统一下发命令执行储能过程，灵活性不足。

2、传统的飞轮集群控制方式均为主从控制，但飞轮由于其结构和机械部分存在的细微差异，从飞轮在运行时有时会受到主飞轮运行状态的影响，同时传统集中式控制从分析信号、获取每个飞轮运行状态，再逐个计算下发指令会造成一定延迟，对光伏风电等变动幅度、速度较大的应用场景存在反应迟滞，不利于其调节性能的发挥。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种多智能体飞轮集群储能系统，解决了上述背景所提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多智能体飞轮集群储能系统，包括以下方法步骤：

S1：首先获取需调节对象的实际电能参数，得到飞轮集群储能系统所需要完成的储能或释能总功率；每个飞轮储能单元均具有数据收发、数据分析、控制信号收发功能；

S2：通过采用一种各飞轮储能或释能功率与充放电裕度比值一致的功率分配算法，结合各飞轮储能单元的实际运行状态，通过一致性算法迭代与飞轮单元彼此间快速比对，得到飞轮储能集群中个单元的充放电功率并下发至下一运算环节；

S3：结合飞轮充放电限制条件，再根据轴承损耗、电机损耗、风损等三大能量内耗因子通过改进花朵授粉算法建立动态损耗约束条件，对一致性算法所得到的控制命令信息进行再优化，为每个飞轮单元生成最终控制指令。

优选的，所述飞轮储能单元均具有完整的数据分析与收发、指令收发等完整功能，将多个飞轮相互联结视作多智能体系统，该系统中不存在绝对意义上的主从控制关系，集群系统核心控制单元仅对调整对象的需调整的相关参数进行计算，下发至所有飞轮储能单元，飞轮集群储能系统根据所述两种算法进行计算并进行功率等相关参数的调节，其中算法为一致性算法与花朵授粉算法。

优选的，所述一致性算法中，针对飞轮储能系统的相关工作特性与运行方式，为均衡不同状态的飞轮的释放或储存功率，单独设计了一种各飞轮储能与释能比值一致的功率分配策略，该策略计算方式如下：

首先计算飞轮单元的最高与最低储能容量，根据飞轮系统的机械特性，分别得到与

式中，ω_imax为第i台飞轮最高允许角速度，ω_imin为最低允许角速度。

再由以上公式，计算并得到单个飞轮最大充放电功率与