本发明涉及磁悬浮飞轮储能,具体为一种自稳定低损耗磁悬浮飞轮储能方法。
背景技术:
1、磁悬浮飞轮是一种在真空环境下,转子高速旋转存储机械能的一种能量存储装置;通过电机定子,将机械能转化成电能的一种可以实现电能存储与释放的设备。
2、公开号为cn213027459u的中国专利公开了一种用于风电惯量调频的磁悬浮飞轮储能电站,包括集装箱、储能变流器、汇流箱、磁悬浮飞轮储能系统和总控设备,其中,集装箱内设置有隔板,隔板将集装箱内的空间分割为沿集装箱的长度方向排布的第一腔室和第二腔室;储能变流器设置于第一腔室内;汇流箱设置在第一腔室内,汇流箱与储能变流器沿集装箱的宽度方向排布,汇流箱的一端与储能变流器连接;磁悬浮飞轮储能系统设置在第二腔室内,磁悬浮飞轮储能系统与汇流箱的另一端连接;总控设备设置在第二腔室内,与磁悬浮飞轮储能系统、外部电源分别连接,占用面积小,环境污染小,安装环境局限性小。
3、上述专利实际使用过程中由于磁悬浮飞轮是通过飞轮加速旋转以动能的形式把能量储存起来,完成电能到机械动能转换的储存能量过程,能量储存在高速旋转的飞轮体中,飞轮旋转时受到转速影响会产生损耗,进而导致储能不稳定的情况;因此,不满足现有的需求,对此我们提出了一种自稳定低损耗磁悬浮飞轮储能方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种自稳定低损耗磁悬浮飞轮储能方法,可以保证磁悬浮飞轮转速的控制精度,避免磁悬浮飞轮的转速变化很大造成损耗,保证了磁悬浮飞轮供能和储能的稳定性,通过设置的阶梯转速值,使得过渡目标转速值随着时间的变化依照线性规律,保证了磁悬浮飞轮转速值控制的稳定性,有效的降低了磁悬浮飞轮在使用过程中产生的损耗,提高了磁悬浮飞轮的使用寿命,解决了上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种自稳定低损耗磁悬浮飞轮储能方法,包括以下步骤:
3、步骤一:通过数据获取模块获取磁悬浮飞轮在不同时间段的内供能数据,并获取该时间段内磁悬浮飞轮的转速值;
4、步骤二:根据磁悬浮飞轮在不同时间段内磁悬浮飞轮的转速值判断磁悬浮飞轮损耗的情况;
5、步骤三:分析模块根据磁悬浮飞轮的损耗的情况分析磁悬浮飞轮的储能状态;
6、步骤四:调整模块根据磁悬浮飞轮的储能状态和磁悬浮飞轮的损耗情况对磁悬浮飞轮的转速值进行相应的调整。
7、优选的,所述数据获取模块,包括:
8、数据采集模块,用于采集磁悬浮飞轮在不同时间段的供能数据,同时采集不同时间段供能数据所对应的耗磁悬浮飞轮的转速值;
9、数据储存模块,用于将采集的磁悬浮飞轮在不同时间段的供能数据以及不同时间段供能数据所对应的磁悬浮飞轮转速值进行储存并标记。
10、优选的,所述分析模块,包括:
11、实时监测模块,用于在磁悬浮飞轮供能过程中实时监测磁悬浮飞轮供能时的输出功率以及磁悬浮飞轮储能的状态;
12、判断模块,用于对磁悬浮飞轮的储能状态进行判定,并根据磁悬浮飞轮的供能状态获取磁悬浮飞轮的转速值,根据磁悬浮飞轮的供能状态结合转速值判断磁悬浮飞轮的损耗。
13、优选的,所述根据磁悬浮飞轮的损耗对磁悬浮飞轮的转速值进行相应的调整,具体包括:
14、当磁悬浮飞轮的供能时间段为高峰时间段时,判断磁悬浮飞轮供能时的输出功率是否大于磁悬浮飞轮储能负荷;
15、若判断结果为当前磁悬浮飞轮的输出功率大于磁悬浮飞轮的储能负荷时,则获取磁悬浮飞轮的转速值,根据磁悬浮飞轮的转速值判断磁悬浮飞轮的损耗;
16、则根据磁悬浮飞轮的损耗以及供能状态降低磁悬浮飞轮的转速值;
17、当磁悬浮飞轮的供能时间段不在高峰时间段时,则获取磁悬浮飞轮的转速值,根据磁悬浮飞轮的转速值判断磁悬浮飞轮的损耗,并分析磁悬浮飞轮当前的储能状态;
18、若当前储能状态没有达到最大值,则根据磁悬浮飞轮的损耗控制磁悬浮飞轮的转速值,直至磁悬浮飞轮的储能状态达到最大值。
19、优选的,所述判断模块,具体包括:
20、当磁悬浮飞轮的供能时间段为高峰时间段时,判断磁悬浮飞轮供能时的转速,根据转速分析高峰时的磁悬浮飞轮的损耗以及储能状态;
21、当磁悬浮飞轮的供能时间段不在高峰时间段时,根据磁悬浮飞轮供能时的转速判断磁悬浮飞轮闲时的损耗以及储能状态。
22、优选的,所述调整模块的调整过程,具体包括:
23、获取磁悬浮飞轮的当前转速值、最低转速值和最高转速值,并根据磁悬浮飞轮的储能状态设定目标转速值;
24、当前一时刻的过渡目标转速值异于目标转速值时,将前一时刻的过渡目标转速值叠加阶梯转速值,得到当前时刻的过渡目标转速值;
25、从当前转速值开始,依时刻递进地调整磁悬浮飞轮的转速值至该时刻的过渡目标转速值,直至过渡目标转速值等于目标转速值。
26、优选的,所述调整模块,包括:
27、获取模块,用于获取磁悬浮飞轮的转速值、转速差值、调整时间和过渡目标值,并设定目标转速值,转速值包括当前转速值、最低转速值和最高转速值;
28、转速值调整模块,用于从当前转速值开始,依时刻递进地调整磁悬浮飞轮的转速值至该时刻的过渡目标转速值,直至过渡目标转速值等于目标转速值;
29、阶梯转速值计算模块,用于根据转速差值和预定转速调整时间获取单位时间内的转速差值,得到阶梯转速值。
30、优选的,所述获取模块,具体包括:
31、转速值获取模块,用于获取磁悬浮飞轮的当前转速值、最低转速值、最高转速值以及目标转速值;
32、转速差值获取模块,用于获取当前转速值和目标转速值的差值,得到转速差值;
33、调整时间获取模块,用于获取磁悬浮飞轮预定转速调整时间;
34、过渡目标值获取模块,用于当前一个过渡目标转速值异于目标转速值时,将过渡目标转速值叠加阶梯转速值,得到当前时刻的过渡目标转速值。
35、优选的,所述阶梯转速值计算模块,具体包括:
36、获取预定转速值调整时间;
37、获取当前转速值和目标转速值的差值,得到转速值差值;
38、根据转速值差值和预定转速值调整时间获取单位时间内的转速值差值,得到阶梯转速值。
39、优选的,所述获取预定转速值调整时间,具体包括:
40、获取磁悬浮飞轮的自有转速调整时间,自有转速调整时间为磁悬浮飞轮从当前转速值调整至目标转速值所用的时间;
41、从自有转速调整时间开始,依时刻延长转速调整时间,直至延长的转速调整时间达到预定转速调整时间;
42、其中磁悬浮飞轮的转速值在预定转速调整时间内从当前转速值调整至目标转速值的过程中,磁悬浮飞轮的转速的抖动范围处于阈值范围内。
43、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
44、本发明通过对磁悬浮飞轮的转速值进行调整,并将磁悬浮飞轮的转速值从当前转速值到目标转速值的调整,可以保证磁悬浮飞轮转速的控制精度,避免磁悬浮飞轮的转速变化很大造成损耗,保证了磁悬浮飞轮供能和储能的稳定性,通过设置的阶梯转速值,使得过渡目标转速值随着时间的变化依照线性规律,保证了磁悬浮飞轮转速值控制的稳定性,有效的降低了磁悬浮飞轮在使用过程中产生的损耗,提高了磁悬浮飞轮的使用寿命。
1.一种自稳定低损耗磁悬浮飞轮储能方法,其特征在于:包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种自稳定低损耗磁悬浮飞轮储能方法,其特征在于:所述数据获取模块,包括:
3.根据权利要求1所述的一种自稳定低损耗磁悬浮飞轮储能方法,其特征在于:所述分析模块,包括:
4.根据权利要求3所述的一种自稳定低损耗磁悬浮飞轮储能方法,其特征在于:所述根据磁悬浮飞轮的损耗对磁悬浮飞轮的转速值进行相应的调整,具体包括:
5.根据权利要求3所述的一种自稳定低损耗磁悬浮飞轮储能方法,其特征在于:所述判断模块,具体包括:
6.根据权利要求1所述的一种自稳定低损耗磁悬浮飞轮储能方法,其特征在于:所述调整模块的调整过程,具体包括:
7.根据权利要求6所述的一种自稳定低损耗磁悬浮飞轮储能方法,其特征在于:所述调整模块,包括:
8.根据权利要求7所述的一种自稳定低损耗磁悬浮飞轮储能方法,其特征在于:所述获取模块,具体包括:
9.根据权利要求8所述的一种自稳定低损耗磁悬浮飞轮储能方法,其特征在于:所述阶梯转速值计算模块,具体包括:
10.根据权利要求9所述的一种自稳定低损耗磁悬浮飞轮储能方法,其特征在于:所述获取预定转速值调整时间,具体包括:
