提出了种应用于飞轮储能系统的神经元自适应比例?积分?微分(proportional integral differential,PID)控制算法。该算法基于传统的双闭环调速系统与神经网络理论,实现对飞轮驱动电机的控制,使飞轮驱动电机能够根据系统要求,驱动飞轮储能单元储存或释放能量。运用李亚普诺夫稳定性理论证明了该控制算法的稳定性和有效性,并给出了其稳定性条件。经过仿真验证,该算法可以有效地实现对飞轮储能单元的充放电控制,其控制参数可以随着系统的运行自适应调节,飞轮储能单元的控制精度和鲁棒性也有所提高。
在风电场中,飞轮储能系统(flywheel energy storagesystem,FESS)与风力发电机组(wind turbine generator systems,WTGS)相互配合运行,可以有效地平滑风力发电系统输出的有功功率,提高电能质量,这对风力发电系统的稳定、高效运行和安全并网发挥着非常重要的作用。针对风电场的特性和储能需求,引入了一种飞轮储能矩阵系统(flywheel energy storage matrix system,FESMS),它由多个参数相同的飞轮储能单元组成,去共同承担系统的储能任务。在此基础上,设计了FESMS系统与风力发电机组的网络拓扑结构,并依照主从控制模式,设计了FESMS与风电场之间的充放电和安全协调控制策略。其中,上层的主控制器依照充放电和安全控制策略,负责系统的充放电功率分配,向下层的子控制器发送参考输入输出指令或开关指令,实现FESMS与风电场的协调运行。最后,系统的仿真结果验证了该控制策略的有效性,在FESMS系统的协助下,风电场可以向电网输出比较平缓的有功功率。
