飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的智能控制研究.pdf

1、目前，能源和能源消費(fèi)引起的環(huán)境問題已成為制約我國實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要問題之一。因此，在不斷開發(fā)新能源的同時(shí)，要更有效地利用現(xiàn)有能源。能量儲(chǔ)存是實(shí)現(xiàn)能源高效利用的重要途徑。飛輪儲(chǔ)能技術(shù)就是由電網(wǎng)提供的電能驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn)，把能量以動(dòng)能的形式儲(chǔ)存起來，當(dāng)能量緊急缺乏時(shí)，再將能量釋放出來。這種儲(chǔ)能方式簡(jiǎn)單直接、功率密度高、儲(chǔ)能密度大、基本上不受充放電次數(shù)的限制、轉(zhuǎn)換效率高且無環(huán)境污染、維護(hù)簡(jiǎn)單、壽命長、占地面積小、可就近分散

2、布置且不受地理環(huán)境限制，是一種具有廣泛應(yīng)用前景的新型機(jī)械儲(chǔ)能技術(shù)。在飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)中，電機(jī)是控制整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，因?yàn)橄到y(tǒng)的加速儲(chǔ)能和減速發(fā)電都是通過飛輪電機(jī)來完成的，且通過控制電機(jī)的速度，可以控制系統(tǒng)能量的流動(dòng)。 本課題在選用永磁同步電機(jī)作為飛輪電機(jī)的基礎(chǔ)上，首先對(duì)飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行模式及控制模式等方面進(jìn)行分析研究，在永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和矢量控制原理的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)框圖，利用MATLAB建立了永磁同步電機(jī)控制系

3、統(tǒng)的仿真模型，仿真結(jié)果驗(yàn)證了模型的可行性。然后，針對(duì)永磁同步電機(jī)具有非線性、強(qiáng)耦合性和時(shí)變性，以及系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)還會(huì)受到不同程度的干擾，因此常規(guī)PID控制策略很難滿足高性能的控制要求，本論文對(duì)飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的智能控制展開研究。較詳細(xì)地闡述了模糊控制算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的理論，并分別設(shè)計(jì)了基于模糊控制的參數(shù)自整定PID控制器和基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制器，將其作為永磁同步電機(jī)電流和速度雙閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，利用仿真證明系統(tǒng)具有較好的動(dòng)