基于混合观测器的飞轮储能系统控制方法

doi:10.3969/j.issn.1000－7229.2018.04.004

电力建设 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (4): 22-.doi: 10.3969/j.issn.1000－7229.2018.04.004

基于混合观测器的飞轮储能系统控制方法

孟高军1，刘海涛1，伏祥运2，袁野3

（1.南京工程学院，南京市 211167；2. 国网连云港供电公司，江苏省连云港市 221201；3.江苏大学，江苏省镇江市 212013）

出版日期:2018-04-01
作者简介:孟高军（1987），男，博士，主要研究方向为电力电子应用及先进储能技术；刘海涛（1972），女，博士，教授，主要研究方向为电力系统运行分析；伏祥运（1977），男，博士，高级工程师，主要研究方向为电网调度管理；袁野（1991），男，博士，讲师，主要研究方向为先进储能装置及控制技术。
基金资助:
基金项目：国家自然基金项目（51777197）；国家电网公司科技项目（5210EF17001C）；江苏省配电网智能技术与装备协同创新中心开放基金项目（XTCX201702）

Flywheel Energy Storage System Control Method Based on Hybrid Observer

MENG Gaojun1，LIU Haitao1，FU Xiangyun2，YUAN Ye3

（1. Nanjing Institute of Technology, Nanjing 211167, China；2. State Grid Lianyungang Power Supply Company, Lianyungang 221201, Jiangsu Province, China；3. Jiangsu University, Zhenjiang 212013, Jiangsu Province, China）

Online:2018-04-01
Supported by:
Project supported by National Natural Science Foundation of China（51777197）

摘要/Abstract

摘要：

摘要：为了实现飞轮电机全速度范围的无位置传感器控制，在低速时，利用电机交直轴电感不对称的特性，通过注入高频电压信号，对电机内相应的电压（电流）信号进行检测。在中、高速时，采用扩展反电动势（extended electromotive force，EEMF）建立电机数学模型，并通过滑模观测器对反电动势进行估计，同时选择合适的滑模增益以克服参数时变及系统不确定性的影响。随后，给出了2种控制算法切换区内的加权系数计算方法，利用平滑函数改善控制切换过程。最后，搭建了飞轮电机全速充、放电仿真模型，验证了所提混合观测器能将滑模观测器与高频电压信号注入进行有效结合，满足飞轮电机全速状态下无位置检测需求。

关键词:

关键词：飞轮电机, 滑模观测器, 高频注入法, 混合观测器, 无位置传感器 ,

Abstract: ABSTRACT： To realize the control of the sensorless of the flywheel motor in the full range of the speed, at low speed, taking advantage of the characteristic that the direct axis inductance and quadrature axis inductance of motor are asymmetric, we can test the corresponding voltage （or current） signal in the motor by injecting high frequency voltage signal. At medium and high speed, we can use EEMF （extended electromotive force） to build a mathematical model of motor, adopt sliding-mode observer to estimate the counter electromotive, and choose the proper sliding gain to overcome the influences of parameter time-varying and systematic uncertainty. Then, two weighted coefficient calculation methods are proposed in control algorithm switching area, and smooth function is used to improve control switching process. At last, we build the full speed charging and discharging simulation model of flywheel motor. The results show that the proposed hybrid observer can effectively combine sliding-mode observer with high-frequency voltage signal injection to satisfy the no location detection requirement of flywheel motor at full speed.

Key words:

KEYWORDS： flywheel motor, sliding-mode observer, high frequency injection, hybrid observer, sensorless

中图分类号:

孟高军1，刘海涛1，伏祥运2，袁野3. 基于混合观测器的飞轮储能系统控制方法[J]. 电力建设, 2018, 39(4): 22-.

MENG Gaojun1，LIU Haitao1，FU Xiangyun2，YUAN Ye3. Flywheel Energy Storage System Control Method Based on Hybrid Observer[J]. Electric Power Construction, 2018, 39(4): 22-.

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Flywheel Energy Storage System Control Method Based on Hybrid Observer

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