蓄电池建模、分析与优化（Matlab代码实现）

news2024/11/26 5:12:23

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👨‍💻做科研，涉及到一个深在的思想系统，需要科研者逻辑缜密，踏实认真，但是不能只是努力，很多时候借力比努力更重要，然后还要有仰望星空的创新点和启发点。当哲学课上老师问你什么是科学，什么是电的时候，不要觉得这些问题搞笑，哲学就是追究终极问题，寻找那些不言自明只有小孩子会问的但是你却回答不出来的问题。在我这个专栏记录我有空时的一些哲学思考和科研笔记：科研和哲思。建议读者按目录次序逐一浏览，免得骤然跌入幽暗的迷宫找不到来时的路，它不足为你揭示全部问题的答案，但若能让人胸中升起一朵朵疑云，也未尝不会酿成晚霞斑斓的别一番景致，万一它居然给你带来了一场精神世界的苦雨，那就借机洗刷一下原来存放在那儿的“真理”上的尘埃吧。

或许，雨过云收，神驰的天地更清朗.......🔎🔎🔎

📋📋📋本文目录如下：⛳️⛳️⛳️

目录

1 概述

2 数学模型

3 稳定性和线性化

4 模拟结果与分析

5 Matlab代码及文章详细讲解

1 概述

过去几年中出现了很多问题，这些问题刺激了人们对开发智能电网的兴趣。其中一些问题是不断增长的，因为碳排放，化石燃料的不确定性刺激了运输电气化市场。此外，对没有任何中断的优质电力的需求不断增长，并在没有损失的情况下运输这种电力。这些都创造了对智能电网的需求。建模、控制、优化和建模将用于使该智能电网工作的技术结合在一起。该智能电网将由网络基础设施驱动，其中通过广域传感、先进通信、控制和分布式驱动实现电力流动。当今电网和可持续能源的所有问题都隐藏着控制问题。本文给出了蓄电池有功功率控制、使用 FACTS 对可变发电进行协调控制以及使用分布式可再生能源进行无功功率控制的示例。

2 数学模型

1.分析：模拟或预测。给定当前 u(t),x(0) 的未来轨迹，以及系统模型 σ，预测 y(t) 。

2. 状态估计：给定具有时间历史 u(t) 和 y 的系统 σ (t)，找到与 σ,u,y 一致的 x。这就是监控问题。也就是说，无法测量每个状态，但希望监控每个状态。

3. 系统设计或规划：给定 u(t) 和一些期望的 y(t)，找到 σ 使得 u(t) 作用于系统将产生 y(t)。大多数工程学科都处理设计综合。传统上，人们可能会创建各种物理原型来合成所需的系统。

4. 模型识别：给定时间历程 u(t) 和 y(t)，通常从实验数据中获得，确定与 u 和 y 一致的模型及其参数值。

5. 控制综合。给定一个具有当前状态 x(0) 和一些期望 y(t) 的系统，找到 u(t) 使得系统将产生 y(t)。能源管理问题。

$V(t)-O C V(z(t))-V_{c}(t)-R_{1} I(t)=0$

$V(t)=O C V(z(t))+V_{c}(t)+R_{1} I(t)$

$\frac{d}{d t}\left[\begin{array}{c} z(t) \\ V_{c}(t) \end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc} 0 & 0 \\ 0 & \frac{-1}{C R_{2}} \end{array}\right]\left[\begin{array}{c} z(t) \\ V_{c}(t) \end{array}\right]+\left[\begin{array}{c} \frac{1}{Q} \\ \frac{1}{C} \end{array}\right] I(t)$

详细数学模型及解释见第5部分。

3 稳定性和线性化

$\dot{x}(t)=\frac{d}{d t}\left[\begin{array}{c} z(t) \\ V_{c}(t) \end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc} 0 & 0 \\ 0 & \frac{-1}{C R_{2}} \end{array}\right]\left[\begin{array}{c} z(t) \\ V_{c}(t) \end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc} 0 & 0 \\ 0 & -0.4 \end{array}\right]\left[\begin{array}{c} z(t) \\ V_{c}(t) \end{array}\right] .$