【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及軌道交通，特別是涉及一種飛輪儲能能量的管理方法、系統、設備及存儲介質。
技術介紹
1、飛輪儲能是一種利用電機驅動飛輪高速旋轉的儲能技術。在儲能階段，電能通過電機或其他方式加速飛輪旋轉，將電能轉化為機械能并存儲在飛輪中，飛輪的轉速越高，儲能的能量就越大，相應地，在需要釋放能量時，飛輪開始減速，并轉換儲存的機械能為電能。在能量轉移階段，飛輪內的機械能通過發電機轉化為電能進而輸出到電網中。
2、控制系統可以控制飛輪的轉速，保持電網的穩定和平衡，但是目前的方案中，通常簡單地設置為列車剎車時飛輪充電儲能，吸收直流供電接觸軌上的過壓，而在列車啟動時進行放電，目前的方案在響應速度和穩定性上均有待提高。
3、綜上所述，如何有效地實現飛輪儲能能量的管理，提高響應速度和穩定性，是目前本領域技術人員急需解決的技術問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種飛輪儲能能量的管理方法、系統、設備及存儲介質，以有效地實現飛輪儲能能量的管理，提高響應速度和穩定性。
2、為解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供了一種飛輪儲能能量的管理方法，包括：
4、確定出列車狀態和飛輪機組的轉子速度；
5、當所述列車狀態為牽引狀態時，將目標轉子速度為0作為控制目標，進行電網側變流器和飛輪側變流器的控制；
6、當所述列車狀態為制動狀態時，判斷所述轉子速度是否達到了預設的第一轉子速度；>
7、如果否，則將目標轉子速度為所述第一轉子速度作為控制目標，并以恒扭矩的方式進行所述電網側變流器和所述飛輪側變流器的控制以使得所述轉子速度上升至所述第一轉子速度；
8、如果是，則在所述飛輪機組的功率上升至額定功率之后，以恒功率的方式進行所述電網側變流器和所述飛輪側變流器的控制。
9、在一種實施方式中，當所述列車狀態為牽引狀態時，將目標轉子速度為0作為控制目標，進行電網側變流器和飛輪側變流器的控制，包括：
10、當所述列車狀態為牽引狀態時，將轉子速度作為第一速度環的輸入量，將目標轉子速度為0作為所述第一速度環的控制目標，通過所述第一速度環的pi反饋控制，得到所述第一速度環所輸出的飛輪側功率調節參數的目標值；
11、將直流母線電壓vdc作為電壓環的輸入量，將保持所述直流母線電壓vdc穩定作為所述電壓環的控制目標，通過所述電壓環的pi反饋控制，并且基于飛輪側功率調節參數的目標值，得到電網側功率調節參數的目標值；
12、基于飛輪側功率調節參數的目標值和電網側功率調節參數的目標值，確定出所述電網側變流器的脈沖控制信號和所述飛輪側變流器的脈沖控制信號并進行所述電網側變流器和所述飛輪側變流器的控制。
13、在一種實施方式中，所述第一速度環為設置了扭矩平衡的第一速度環，且所設置的扭矩平衡表示為：；
14、其中，te為所述飛輪機組所施加的扭矩，為轉子速度，j為轉動慣量，d為阻尼系數，tf為導致額外損耗的摩擦扭矩。
15、在一種實施方式中，將直流母線電壓vdc作為電壓環的輸入量，將保持所述直流母線電壓vdc穩定作為所述電壓環的控制目標，通過所述電壓環的pi反饋控制，并且基于飛輪側功率調節參數的目標值，得到電網側功率調節參數的目標值，包括：
16、將直流母線電壓vdc作為電壓環的輸入量，將作為所述電壓環的目標量，通過所述電壓環的pi反饋控制，得到所述電壓環所輸出的；
17、將飛輪側功率調節參數的目標值減去，得到電網側功率調節參數的目標值；
18、其中，為直流母線電壓調節參數且，c為直流母線電容，為直流母線電壓調節參數目標量，為直流母線電壓調節參數的導數且表示為，為直流母線電壓調節參數的導數的目標量。
19、在一種實施方式中，在所述飛輪機組的功率上升至額定功率之后，以恒功率的方式進行所述電網側變流器和所述飛輪側變流器的控制，包括：
20、將轉子速度作為第二速度環的輸入量，將目標轉子速度作為所述第二速度環的控制目標，通過所述第二速度環的pi反饋控制，得到所述第二速度環所輸出的飛輪側功率調節參數的初始目標值；其中，在所述第二速度環中，目標轉子速度設置為步進式增加；
21、將飛輪側功率調節參數的初始目標值；乘以設定的第一參數之后與設定的飛輪側功率調節參數的偏置值疊加，得到飛輪側功率調節參數的目標值；
22、將直流母線電壓vdc作為電壓環的輸入量，將保持所述直流母線電壓vdc穩定作為所述電壓環的控制目標，通過所述電壓環的pi反饋控制，并且基于飛輪側功率調節參數的目標值，得到電網側功率調節參數的目標值；
23、基于飛輪側功率調節參數的目標值和電網側功率調節參數的目標值，確定出所述電網側變流器的脈沖控制信號和所述飛輪側變流器的脈沖控制信號并進行所述電網側變流器和所述飛輪側變流器的控制。
24、在一種實施方式中，還包括：
25、通過不同能量管理單元之間的信息交互，進行各個飛輪機組的均流控制，并且在均流控制的過程中，使得每個所述飛輪機組的直流母線電壓目標值滿足：直流母線電壓目標值=直流母線電壓vdc?-飛輪機組輸出電流*0.2。
26、在一種實施方式中，直流母線電壓vdc的數值為基于接觸軌空載電壓所確定的數值，且所述網側空載電壓為基于變電站的電壓信息和電流信息，?接觸軌的電壓信息和電流信息，列車速度以及列車狀態所辨識出的網側空載電壓。
27、第二方面，本專利技術提供了一種飛輪儲能能量的管理系統，包括：
28、參數確定模塊，用于確定出列車狀態和飛輪機組的轉子速度；
29、第一控制模塊，用于當所述列車狀態為牽引狀態時，將目標轉子速度為0作為控制目標，進行電網側變流器和飛輪側變流器的控制；
30、判斷模塊，用于當所述列車狀態為制動狀態時，判斷所述轉子速度是否達到了預設的第一轉子速度；
31、如果否，則觸發第二控制模塊，用于將目標轉子速度為所述第一轉子速度作為控制目標，并以恒扭矩的方式進行所述電網側變流器和所述飛輪側變流器的控制以使得所述轉子速度上升至所述第一轉子速度；
32、如果是，則觸發第三控制模塊，用于在所述飛輪機組的功率上升至額定功率之后，以恒功率的方式進行所述電網側變流器和所述飛輪側變流器的控制。
33、第三方面，本專利技術提供了一種飛輪儲能能量的管理設備，包括：
34、存儲器，用于存儲計算機程序；
35、處理器，用于執行所述計算機程序以實現如上述所述的飛輪儲能能量的管理方法的步驟。
36、第四方面，本專利技術提供了一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現如上述所述的飛輪儲能能量的管理方法的步驟。
37、應用本專利技術實施例所提供的技術方案，基于列車狀態和飛輪機組的轉子速度，按照不同本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種飛輪儲能能量的管理方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的飛輪儲能能量的管理方法，其特征在于，當所述列車狀態為牽引狀態時，將目標轉子速度為0作為控制目標，進行電網側變流器和飛輪側變流器的控制，包括：
3.根據權利要求2所述的飛輪儲能能量的管理方法，其特征在于，所述第一速度環為設置了扭矩平衡的第一速度環，且所設置的扭矩平衡表示為：；
4.根據權利要求2所述的飛輪儲能能量的管理方法，其特征在于，將直流母線電壓VDC作為電壓環的輸入量，將保持所述直流母線電壓VDC穩定作為所述電壓環的控制目標，通過所述電壓環的PI反饋控制，并且基于飛輪側功率調節參數的目標值，得到電網側功率調節參數的目標值，包括：
5.根據權利要求2所述的飛輪儲能能量的管理方法，其特征在于，在所述飛輪機組的功率上升至額定功率之后，以恒功率的方式進行所述電網側變流器和所述飛輪側變流器的控制，包括：
6.根據權利要求2至5任一項所述的飛輪儲能能量的管理方法，其特征在于，還包括：
7.根據權利要求2至5任一項所述的飛輪儲能能量的管理方法，
8.一種飛輪儲能能量的管理系統，其特征在于，包括：
9.一種飛輪儲能能量的管理設備，其特征在于，包括：
10.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1至7任一項所述的飛輪儲能能量的管理方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種飛輪儲能能量的管理方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的飛輪儲能能量的管理方法，其特征在于，當所述列車狀態為牽引狀態時，將目標轉子速度為0作為控制目標，進行電網側變流器和飛輪側變流器的控制，包括：
3.根據權利要求2所述的飛輪儲能能量的管理方法，其特征在于，所述第一速度環為設置了扭矩平衡的第一速度環，且所設置的扭矩平衡表示為：；
4.根據權利要求2所述的飛輪儲能能量的管理方法，其特征在于，將直流母線電壓vdc作為電壓環的輸入量，將保持所述直流母線電壓vdc穩定作為所述電壓環的控制目標，通過所述電壓環的pi反饋控制，并且基于飛輪側功率調節參數的目標值，得到電網側功率調節參數的目標值，包括：
5.根據權利要求2所述的飛輪儲能能量的管理方法，其特征在于，在所述飛輪機組的功率上升至額定...
【專利技術屬性】
技術研發人員：肖石，付善強，張志強，鄭景文，
申請(專利權)人：中車青島四方機車車輛股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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