基于粒子群算法的飞轮阵列协调控制策略

摘要

针对飞轮阵列储能系统中各个单体的功率分配问题,提出一种兼顾飞轮阵列效率与飞轮单体能量均衡的协调控制策略。首先对飞轮阵列储能系统的损耗优化问题建立数学模型,然后采用带等式约束的时变权重的粒子群优化算法,对阵列的运行效率进行优化。由于不同飞轮的效率曲线不同,在效率优化过程中,各个飞轮单体分配到的输出功率可能会出现较大差异,导致阵列单体间剩余能量出现较大的不平衡。该文提出对不同剩余能量的飞轮单体采取不同功率分配策略的方式,令剩余容量高的单体额定功率工作,剩余容量低的单体不工作,而剩余容量中等的单体采用上述粒子群优化算法实现效率优化。与传统的飞轮阵列功率分配策略相比,这种基于分组的粒子群算法可以协调飞轮单体的剩余能量均衡与系统的运行效率之间的关系,在保证阵列保持高效率运行的同时,避免系统中各个单体之间剩余能量出现较大差异。最后在Matlab/Simulink中建立仿真模型验证了算法的正确性。