本發(fā)明涉及重力儲能，尤其涉及一種雙饋電機重力儲能系統(tǒng)沖擊平抑方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、重力儲能技術(shù)利用重物的勢能進行電能的存儲與釋放，具有獨特的優(yōu)勢，如不依賴水資源、適應(yīng)性強等。傳統(tǒng)的重力儲能系統(tǒng)通常使用電機作為動力源。然而，由于儲能介質(zhì)(如質(zhì)量塊)的離散性，重力儲能系統(tǒng)在增減質(zhì)量塊時會引起系統(tǒng)功率的階躍變化，導(dǎo)致電機產(chǎn)生較大的沖擊電流及機械波動，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性與壽命。
2、在現(xiàn)有技術(shù)中，特別是在重力儲能系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的功率調(diào)節(jié)方法主要依賴于比例積分(pi)控制。然而，這種控制方法在面對儲能介質(zhì)的質(zhì)量塊增減時，表現(xiàn)出明顯的不足。具體來說：功率變化過程的沖擊：由于儲能介質(zhì)的質(zhì)量塊是離散變化的，這導(dǎo)致了系統(tǒng)功率的階躍變化，傳統(tǒng)pi控制方法無法有效平滑這種變化，從而引起電機中較大的沖擊電流和機械波動。系統(tǒng)穩(wěn)定性問題：在高功率變化過程中，傳統(tǒng)pi控制的魯棒性較差，容易導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。特別是在快速響應(yīng)需求和高動態(tài)環(huán)境下，pi控制難以滿足系統(tǒng)對穩(wěn)定性和響應(yīng)速度的雙重需求。電機壽命影響：頻繁的沖擊電流和機械波動會顯著縮短電機的使用壽命，增加了系統(tǒng)的維護成本和故障風(fēng)險。響應(yīng)速度慢：傳統(tǒng)pi控制在動態(tài)調(diào)整功率輸出方面顯得遲緩，無法適應(yīng)現(xiàn)代電網(wǎng)對快速響應(yīng)和精確控制的高要求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、鑒于上述存在的問題，提出了本發(fā)明。
2、因此，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：如何提供一種更加快速、穩(wěn)定的控制策略來平抑系統(tǒng)沖擊。
3、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
4、第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種雙饋電機重力儲能系統(tǒng)沖擊平抑方法，包括：
5、采集雙饋電機定子側(cè)的三相電壓和電流；
6、基于采集的三相電壓和電流，計算功率誤差信號；
7、基于功率誤差信號設(shè)計滑?？刂破鳎?/p>
8、通過滑模控制器計算得出功率的變化率，生成控制信號；
9、通過生成的控制信號計算轉(zhuǎn)子電壓，生成pwm電壓信號，對電機功率產(chǎn)生形成反饋，實現(xiàn)雙饋電機的功率閉環(huán)控制。
10、作為雙饋電機重力儲能系統(tǒng)沖擊平抑方法的一種優(yōu)選方案，其中：
11、所述采集雙饋電機定子側(cè)的三相電壓和電流包括：
12、采集雙饋電機定子側(cè)的電壓和電流，將其轉(zhuǎn)換至指定坐標(biāo)系，并計算有功功率和無功功率。
13、作為雙饋電機重力儲能系統(tǒng)沖擊平抑方法的一種優(yōu)選方案，其中：
14、所述基于采集的三相電壓和電流，計算功率誤差信號包括：
15、基于采集的三相電壓和電流，與預(yù)設(shè)的目標(biāo)功率進行誤差比較，得到功率誤差信號；所述目標(biāo)功率根據(jù)電網(wǎng)的功率調(diào)節(jié)需求和重力儲能系統(tǒng)的負(fù)載需求動態(tài)設(shè)定。
16、作為雙饋電機重力儲能系統(tǒng)沖擊平抑方法的一種優(yōu)選方案，其中：
17、所述基于功率誤差信號設(shè)計滑?？刂破靼ǎ?/p>
18、將滑模控制器的滑模面定義為：
19、
20、式中,sp和sq為有功、無功功率的滑模面函數(shù)，ep(t)、eq(t)分別為有功、無功功率設(shè)定值與實際值的誤差，kp、kq為積分滑模面系數(shù)。
21、作為雙饋電機重力儲能系統(tǒng)沖擊平抑方法的一種優(yōu)選方案，其中：
22、所述基于功率誤差信號設(shè)計滑?？刂破鬟€包括：
23、滑模趨近律采用指數(shù)趨近率控制方法：
24、
25、其中，表示滑模面隨時間的變化率，反映了系統(tǒng)的狀態(tài)向滑模面的接近速度和方向，s為滑模面函數(shù)，定義系統(tǒng)偏離期望狀態(tài)的誤差及其導(dǎo)數(shù)的組合，c為趨近速率參數(shù)，ε為滑模增益，以實現(xiàn)滑模面s的快速收斂，確保系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)的穩(wěn)定性，sgn(s)為符號函數(shù)，用于保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性和趨近滑模面的方向控制，其表達(dá)式為：
26、
27、有功與無功功率的趨近率表示為：
28、
29、其中，和為有功、無功功率滑模面函數(shù)隨時間的變化率，εp和εq為有功、無功功率滑膜增益，sgn(sp)和sgn(sq)為有功、無功功率符號函數(shù)，cp和cq為有功、無功趨近速率參數(shù)，sp和sq為有功、無功功率滑模面函數(shù)。
30、作為雙饋電機重力儲能系統(tǒng)沖擊平抑方法的一種優(yōu)選方案，其中：
31、所述通過滑?？刂破饔嬎愕贸龉β实淖兓?，生成控制信號包括：
32、公式表示為：
33、
34、其中，ps和qs為定子有功、無功功率，和為定子有功、無功功率隨時間的變化率。
35、作為雙饋電機重力儲能系統(tǒng)沖擊平抑方法的一種優(yōu)選方案，其中：
36、所述通過生成的控制信號計算轉(zhuǎn)子電壓，生成pwm電壓信號，對電機功率產(chǎn)生形成反饋，實現(xiàn)雙饋電機的功率閉環(huán)控制包括：
37、根據(jù)雙饋電機的功率誤差值，通過滑模控制器式計算得出功率的變化率，得到轉(zhuǎn)子電壓值從而生成pwm電壓，對電機功率產(chǎn)生形成反饋，實現(xiàn)雙饋電機的功率閉環(huán)控制。
38、第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種雙饋電機重力儲能系統(tǒng)沖擊平抑系統(tǒng)，包括：
39、數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集雙饋電機定子側(cè)的三相電壓和電流；
40、功率計算模塊，用于基于采集的三相電壓和電流，計算功率誤差信號；
41、控制器設(shè)計模塊，用于基于功率誤差信號設(shè)計滑模控制器；
42、控制信號生成模塊，用于通過滑?？刂破饔嬎愕贸龉β实淖兓剩煽刂菩盘?；
43、反饋控制模塊，用于通過生成的控制信號計算轉(zhuǎn)子電壓，生成pwm電壓信號，對電機功率產(chǎn)生形成反饋，實現(xiàn)雙饋電機的功率閉環(huán)控制。
44、第三方面，本發(fā)明實施例提供了一種計算設(shè)備，包括：
45、存儲器和處理器；
46、所述存儲器用于存儲計算機可執(zhí)行指令，所述處理器用于執(zhí)行所述計算機可執(zhí)行指令，當(dāng)所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執(zhí)行，使得所述一個或多個處理器實現(xiàn)如本發(fā)明任一實施例所述的雙饋電機重力儲能系統(tǒng)沖擊平抑方法。
47、第四方面，本發(fā)明實施例提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其存儲有計算機可執(zhí)行指令，該計算機可執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述的雙饋電機重力儲能系統(tǒng)沖擊平抑方法。
48、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過在dfig重力儲能系統(tǒng)中應(yīng)用滑?？刂疲行Ы鉀Q了因質(zhì)量塊進出軌道或功率階躍變化所導(dǎo)致的系統(tǒng)沖擊問題。相較于傳統(tǒng)pi控制，滑?？刂颇軌虼蠓鶞p少系統(tǒng)的沖擊電流和轉(zhuǎn)速波動，提高了電機的穩(wěn)定性和響應(yīng)速度。采用本發(fā)明的控制方法，電機的調(diào)節(jié)時間顯著縮短，超調(diào)量消除，定子電流、轉(zhuǎn)速和功率波動得到有效抑制，顯著提升了儲能系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性和安全性。
1.一種雙饋電機重力儲能系統(tǒng)沖擊平抑方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的雙饋電機重力儲能系統(tǒng)沖擊平抑方法，其特征在于，所述采集雙饋電機定子側(cè)的三相電壓和電流包括：
3.如權(quán)利要求2所述的雙饋電機重力儲能系統(tǒng)沖擊平抑方法，其特征在于，所述基于采集的三相電壓和電流，計算功率誤差信號包括：
4.如權(quán)利要求3所述的雙饋電機重力儲能系統(tǒng)沖擊平抑方法，其特征在于，所述基于功率誤差信號設(shè)計滑模控制器包括：
5.如權(quán)利要求4所述的雙饋電機重力儲能系統(tǒng)沖擊平抑方法，其特征在于，所述基于功率誤差信號設(shè)計滑?？刂破鬟€包括：
6.如權(quán)利要求5所述的雙饋電機重力儲能系統(tǒng)沖擊平抑方法，其特征在于，所述通過滑?？刂破饔嬎愕贸龉β实淖兓?，生成控制信號包括：
7.如權(quán)利要求6所述的雙饋電機重力儲能系統(tǒng)沖擊平抑方法，其特征在于，所述通過生成的控制信號計算轉(zhuǎn)子電壓，生成pwm電壓信號，對電機功率產(chǎn)生形成反饋，實現(xiàn)雙饋電機的功率閉環(huán)控制包括：
8.一種采用如權(quán)利要求1～7任一所述的雙饋電機重力儲能系統(tǒng)沖擊平抑方法的系統(tǒng)，其特征在于，包括：
9.一種計算設(shè)備，包括：
10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其存儲有計算機可執(zhí)行指令，該計算機可執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權(quán)利要求1至7任意一項所述雙饋電機重力儲能系統(tǒng)沖擊平抑方法的步驟。