[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

权利要求书

1.一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，其特征在于，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。

2.根据权利要求1所述的用于电动汽车直流快充站的飞轮储能系统容量配置方法，其特征在于，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，LCC-SFC表示负载电流补偿与转速反馈控制。

3.根据权利要求1所述的用于电动汽车直流快充站的飞轮储能系统容量配置方法，其特征在于，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：

式中，v_dc-ref是母线电压额定值，P_Load-max是充电座所允许接入的单台负载功率上限值，5％是直流母线电压的最大允许波动幅度，P_Load-rate是当前的负载额定功率。

4.根据权利要求3所述的用于电动汽车直流快充站的飞轮储能系统容量配置方法，其特征在于，在步骤S2中，电网功率爬坡率最大值k_Grid的计算表达式为：

式中，E_Gd是电网电压在dq0坐标系下的d轴分量，K_gi是GSC电压控制外环的PI参数。

5.根据权利要求1所述的用于电动汽车直流快充站的飞轮储能系统容量配置方法，其特征在于，在步骤S4中，飞轮转动惯量参考值J_ref的计算表达式为：

J_ref＝K_J·min(J_ΔE,J_dP/dt)，

式中，K_J是转动惯量裕量系数，t₀为充电启动时刻，ΔE_Fly1是飞轮储能系统在t₀～t₁间段内释放的动能，ω_m-ref为设置的初始机械转速，是飞轮机械转速在t₁时刻的变化量，P_Fly是轮储能系统提供的功率，v_dc-ref是母线电压额定值，K_ωp和K_ωi是LCC-SFC中转速控制环的PI参数，K_fi是LCC-SFC中电压控制外环的PI参数，LCC-SFC表示负载电流补偿与转速反馈控制。

6.根据权利要求5所述的用于电动汽车直流快充站的飞轮储能系统容量配置方法，其特征在于，在步骤S4中，飞轮机械角速度参考值的取值上限ω_m(max)与取值下限ω_m(min)的计算表达式为：

式中，P是电机极对数，Ψ_f是电机转子磁链，R_Load是负载等效电阻，i_N是飞轮电机允许最大电流，L_q是定子绕组电感在dq0坐标系下的q轴分量，ΔE_Fly2是飞轮储能系统在t₀～t₂间段内释放的动能。