[发明专利]一种基于单元状态综合评价的飞轮储能阵列控制方法

权利要求书

1.一种基于单元状态综合评价的飞轮储能阵列控制方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤1：获取飞轮储能单元信息，包括飞轮转速、轴承温度、舱体真空度和电机电压电流信息；

步骤2：根据飞轮储能单元信息，进行飞轮储能单元状态估计，包括荷电状态、健康状态、剩余可用寿命和功率状态，同时实现在线故障诊断；

步骤3：根据所述飞轮储能单元状态估计结果，进行高温保护、转速保护、电压电流保护和舱体真空度保护，并对飞轮储能单元进行充放电控制，以实现飞轮储能阵列控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于单元状态综合评价的飞轮储能阵列控制方法，其特征在于：所述飞轮储能单元状态估计包括荷电状态估计，具体为：

根据第一公式对飞轮储能单元的荷电状态SOC进行估计，第一公式为：

其中，J为飞轮的转动惯量，ω为飞轮旋转的角速度，ω_max为飞轮旋转的最大角速度；SOC为飞轮储能单元剩余容量与完全充电状态的容量的比值，SOC～[0,1]，SOC＝0表示放电完全，SOC＝1表示充电完全。

3.根据权利要求1所述的一种基于单元状态综合评价的飞轮储能阵列控制方法，其特征在于：所述飞轮储能单元状态估计包括功率状态估计，具体为：

根据第二公式确定飞轮储能系统的有功损耗，第二公式为：

P＝P_m+P_k+P_c＝(P_m1+P_m2+P_m3)+(P_k1+P_k2)+(P_c1+P_c2)，

其中，P_m为机械损耗，包括轴承损耗P_m1、风阻损耗P_m2和真空汞损P_m3；P_k为电机损耗，包括铁损P_k1和铜损P_k2；P_c为变流器损耗，包括开关损耗P_c1和通态损耗P_c2；

根据飞轮储能系统的有功损耗的计算结果，分析损耗值是否处于正常范围。

4.根据权利要求1所述的一种基于单元状态综合评价的飞轮储能阵列控制方法，其特征在于：所述飞轮储能单元状态估计包括健康状态估计，具体为：

根据飞轮储能单元信息，对飞轮的转速、温度、电压电流、舱体真空度是否处于健康状态进行评估。

5.根据权利要求4所述的一种基于单元状态综合评价的飞轮储能阵列控制方法，其特征在于：所述根据飞轮储能单元信息，对飞轮的转速、温度、电压电流、舱体真空度是否处于健康状态进行评估具体为：

当测量的电机转速n最大转速n_max时，轴承会断裂，此时转速保护启动；

当电机的测量转速n最小转速n_min时，电动机发热或在微网中直流电压波动，此时转速保护启动；

当测量的轴承温度t电机不同位置的最高温度t_max时，会增加电机损耗，影响轴承寿命等，此时高温保护启动；

当测量的电流i最大电流i_max时，会损害电机的寿命，此时电流保护启动；

当测量的电压u1.1倍额定电压u_N时，或当测量的电压u0.9倍额定电压u_N时，会引起电机过热，此时电压保护启动；

当测量的舱体真空度额定真空度时，会造成飞轮本体的损耗剧增，此时舱体真空度保护启动。