飞轮储能系统的建模与MATLAB仿真(永磁同步电机作为飞轮驱动电机)

news2024/9/20 20:51:12

 简介

飞轮储能系统由于其高储能密度、高效率、轻污染的优点而越来越受到重视。飞轮储能系统以高速旋转的飞轮为依托,通过电力电子设备实现电能与动能的相互转化,从而在负载调峰、功率平抑、不间断电源等多领域都有很好的应用表现。

        本文选用永磁同步电机作为飞轮驱动电机,通过矢量控制的方式对其发电和电动的工况进行控制。同时,配合双PWM整流器实现能量在电网侧与电机侧之间不断流动。这其中的原理是利用了电机电感储存能量,再经由PWM整流器进行升压,实现能量回馈。

主要内容:

主要包含飞轮储能系统网侧模型以及机侧模型搭建,配送54页详细建模word文档!!

一共包含两个飞轮储能系统模型。

控制结构完整,可作为基础模型进一步改进!!!

模型一:

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 电网侧仿真整体模型

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 电机侧整体模型

仿真运行时,在0.3秒时转速由314突减为200.

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电机转速 

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 直流母线电压

当转速出现较大波动,但是直流部分的电压并没有发生很大的变动,说明电网侧的控制策略有效。

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 电机转矩

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 电机输出三相电流

定子电流指令值和实际值总是在滞环宽度内有一定的差值,转矩输出有一定的脉动,这是由于电流滞环PWM的原因,但这并不影响其大体的变化趋势,那就是输出转矩总是能跟踪负载转矩,并在负载转矩上下一定的范围内波动。

模型二:

模型二是在模型一的基础上将网侧与机侧合并到一起,整体仿真。系统容量更大!!!

包含SPLL锁相环,电压电流控制,直流母线电压控制,电机矢量控制等等!!控制模块完整!!

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 整体仿真模型

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 网侧逆变器控制模块

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机侧整流器控制模块

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网侧扰动设置(如不需要,取消勾选即可)

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 网侧输出电压电流波形(几乎没有谐波)

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 逆变器输出有功

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 直流母线电压

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电机角频率 

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