配有儲能系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電管理程序構(gòu)建方法目錄TOC\o"1-1"\h\u32141概述 312182能量系統(tǒng)的研究 313073管理程序開發(fā)方法 4258304規(guī)范 440805管理程序結(jié)構(gòu) 6258606各種運行狀態(tài)的確定：功能圖 8242717 隸屬函數(shù) 11239438運行圖 13300229模糊規(guī)則 161069310實驗驗證 161299911總結(jié) 221概述在電網(wǎng)中，分布式發(fā)電不斷增加，部分原因是這些能源的技術(shù)發(fā)展。新的發(fā)電3章中所述的輔助服務(wù)：調(diào)整電壓、頻率和無功功率，能夠獨立起動并以獨立模式運行等ROB12]。由于風(fēng)能的變化頻繁和隨機特性以及相關(guān)電力生產(chǎn)的預(yù)測誤差，如果進行適當(dāng)?shù)墓芾?，僅運行風(fēng)電機組只能參與部分輔助服務(wù)MOK09a，MOK09b]。因此，風(fēng)電機組需與儲能相結(jié)合，并采用適當(dāng)?shù)墓芾沓绦駾AV06]。慣性儲能的特點在動力學(xué)、壽命和效率等方面都很適合該應(yīng)用。本章將把變速風(fēng)力發(fā)電機與慣性儲能系統(tǒng)相結(jié)合，從而形成一個整體，既能夠提供輔助服務(wù)，也可以在獨立模式下運行[CM05，V06]。我們將展示經(jīng)典的解決方案，這些方案能夠讓提出的發(fā)電系統(tǒng)達到預(yù)定的目標，然后，我們將檢驗包含這些工具能量管理策略和模糊邏輯。在開發(fā)多目標能量管理程序時，我們將采用第1章中介紹的方法的7個階段。我們將采用一個實驗應(yīng)用程序，對這種管理程序的實時植入進行討論，同時，我們會通過實驗測試，比較不同類型的管理程序，并且驗證前面提出的理論方法。2能量系統(tǒng)的研究圖5.1所示為基于永磁同步發(fā)電機（SG）的變速風(fēng)電機組的運行原理圖。飛輪儲能系統(tǒng)（ESS）由飛輪和可變速籠型異步發(fā)電機構(gòu)成，耦合在直流母線上LEC03，CAR01]。AC多種設(shè)備的互連（風(fēng)力發(fā)電機、結(jié)合飛輪并且與電網(wǎng)連接的發(fā)電機）通過ACDC電子功率變換器實現(xiàn)這種互連是完全可控的并且可連接到一條單獨的直流母線上。這個系統(tǒng)能夠連接到電網(wǎng)中運行[CM05]，也能單獨運行DAV06]。圖5.1結(jié)合慣性儲能系統(tǒng)的變速風(fēng)電機組3管理程序開發(fā)方法使用一種圖解法來設(shè)計管理程序。這種方法不需要數(shù)學(xué)模型，因為它是基于模糊規(guī)則代表的系統(tǒng)的專業(yè)知識。能夠隨機輸入并且同時實現(xiàn)多個目標。因為運行模式由模糊變量決定，所以它們之間的轉(zhuǎn)變是漸進性的。最后，該方法通過向一種荷電狀態(tài)匯集實現(xiàn)儲能管理，同時通過實時處理進行復(fù)雜性控制。本例中采用的管理程序的設(shè)計方法論包括7個步驟：確定系統(tǒng)規(guī)范；必須明確規(guī)定系統(tǒng)的特征、目標及其限制和實施動作。管理程序的結(jié)構(gòu)：確定必要的輸入和輸出。確定功能圖”，基于系統(tǒng)知識，提出運行模式的圖表形式。確定模糊管理程序的隸屬函數(shù)。確定運行圖；提出模糊運行模式的圖形表達方式。從運行圖中提取模糊管理程序的模糊規(guī)則和特征。定義用于評估目標實現(xiàn)情況的指標。實驗階段用于驗證開發(fā)的管理程序，并對管理程序中采用的參數(shù)值進行優(yōu)化。在本研究中，假設(shè)儲能維度是預(yù)先確定的（使用施工人員目錄中的工業(yè)系統(tǒng)）。4規(guī)范對于圖5.1中所示的能源系統(tǒng)，我們必須確定目標、限制和實施動作。41 目標我們將考慮并入電網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。第一個目標是向電網(wǎng)輸出平穩(wěn)的功率，假設(shè)電網(wǎng)能夠接收風(fēng)電機組輸出的功率。第二個目標是確保儲能的可用性；保證儲能系統(tǒng)不會達到其最高和最低限值（對于后一種情況我們假設(shè)是最小風(fēng)速）因此我們一直在管理儲能系統(tǒng)中的能量水平，使其不達到最高或最低限值。這樣可以防止儲能系統(tǒng)的飽和。最后，我們必須考慮維持直流母線電壓的問題。通過并網(wǎng)變換器（51所示的變換器3）接入電網(wǎng)的風(fēng)電機組可以維持直流母線的電壓穩(wěn)定。但是，如果我們希望該風(fēng)電機組參與輔助服務(wù)，那么變換器就不能維持直流母線的電壓穩(wěn)定。此時，可以利用飛輪儲能系統(tǒng)來維持直流母線的電壓穩(wěn)定。42 限制假設(shè)電網(wǎng)能夠接收注入的功率；因此，在這方面就沒有限制。另一方面，功率平穩(wěn)取決于儲能容量。接下來，為了確保系統(tǒng)的正確運行，特別是電子功率變換器的正確運行，在長期運行中，直流母線的電壓必須維持在固定值。最后，慣性儲能系統(tǒng)有最高和最低能量限值。儲存在飛輪中的動能Ec產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)速度Ω，慣量為J，公式書寫如下：2Ec=1·J·Ω2 （5.1）2上限值由原動機決定，所以該速度限值會比飛輪允許的最大機械速度慢。下限值理論上應(yīng)能維持異步發(fā)電機在恒定功率范圍內(nèi)運行，因此能夠維持足夠的效率。如果分別使用Ωmax和Ωmin來表示飛輪的最大和最小驅(qū)動速度，那么儲存在儲能系統(tǒng)中的能量變化ΔE如下所示：ΔE=1·J·max·1-Ωmin

（5.2）2 〓 Ωmax〓為了增加儲能裝置和系統(tǒng)其余部分的能量交換量，可以減小Ωmin值。43 實施動作在我們的案例研究中，通過控制永磁同步發(fā)電機發(fā)出最大功率；因此，我們不會嘗試減小風(fēng)電機組發(fā)出的功率。同樣，也不打算在正常運行模式中調(diào)整葉片角度ROB12]。因此，我們確定了兩種實施動作：注入電網(wǎng)的基準功率Preg和儲能系統(tǒng)指定的基準功率PFESS_ref。表5.1總結(jié)了所研究系統(tǒng)的規(guī)范。表5.1管理程序規(guī)范總結(jié)目標限制實施動作使注入電網(wǎng)的功率平穩(wěn)儲能的可用性維持直流母線的電壓穩(wěn)定有限的儲能容量儲能上下限值直流電壓設(shè)定值注入電網(wǎng)的基準功率：Preg儲能系統(tǒng)指定的基準功率：PFESS_ref5管理程序結(jié)構(gòu)在這一部分，我們將確定管理程序的輸入和輸出值。51 輸入值管理程序的輸入取決于設(shè)定的目標。每個目標至少對應(yīng)一個輸入。第一個目標是使風(fēng)電機組發(fā)出的功率平穩(wěn)，使之可以注入電網(wǎng)，因此，第一個輸入的是風(fēng)電功率Pwg。第二個目標是使儲能容量維持在最高和最低限值之間。管理程序必須能夠知道儲存在飛輪中的能量。根據(jù)式（5.1），必須對轉(zhuǎn)速Ω進行測量。最后，直流母線電壓必須維持恒定；測量的電壓Vdc也是管理程序的一個輸入值。52 輸出值輸出值是發(fā)送到實施動作的參考，分別表示為Preg和PFESS_ref。管理程序的結(jié)構(gòu)如圖5.2所示。在管理程序的開發(fā)中，確定將使用的各種工具非常有用。53 管理程序開發(fā)工具使輸入電網(wǎng)的功率平穩(wěn)需要有濾波器，因此需要傳統(tǒng)的頻率處理，正如參

圖52結(jié)合飛輪儲能系統(tǒng)的變速風(fēng)電機組的管理程序考文獻[A09]中提出的。原理是把功率Preg輸入電網(wǎng)，這個功率與來自風(fēng)電功率的低頻部分Pwg_LF相對應(yīng)：Preg=Pwg_LF （5.3）風(fēng)電功率的高頻部分Pwg_HF由儲能來消納，通過儲存或者發(fā)出能量來補償這部分功率。最后，由于電壓Vdc必須控制在固定的設(shè)定值，所以采用了一個簡單且經(jīng)典的比例積分（I）校正器。電壓穩(wěn)定任務(wù)分配給了儲能系統(tǒng)，維持穩(wěn)定所需的功率ΔP構(gòu)成了儲能系統(tǒng)基準功率的一部分。因此，這個基準功率可以寫成如下的形式：PFESS_ref=Pwg_HF+ΔP （5.4）在本開發(fā)階段，管理程序如圖53所示。它使用基本工具（一階低通濾波器和比例積分校正器），并且能夠保證輸入電網(wǎng)的功率達到平穩(wěn)，并維持直流母線電壓穩(wěn)定。然而，在這種狀態(tài)下，不能確保儲能的可用性。這種情況與圖4.29說明的情況相對應(yīng)，在圖4.29中，我們能夠看到飛輪轉(zhuǎn)速在低值下達到飽和狀態(tài)。為了實現(xiàn)這個最終目標，管理程序必須考慮測量飛輪的轉(zhuǎn)速Ω，并且該轉(zhuǎn)速要有圖5.3管理程序?qū)崿F(xiàn)兩個目標：使輸入到電網(wǎng)的功率平穩(wěn)并且維持直流母線電壓穩(wěn)定利于確定輸入電網(wǎng)的功率。由于管理程序（見圖5.4）模糊部分的兩個輸入變量Ω和Pwg_LF高度可變因此這里用到了模糊邏輯管理程序亦稱為模糊管理程序。圖5.4管理程序?qū)崿F(xiàn)三個目標：使輸入到電網(wǎng)的功率平穩(wěn)；維持直流母線電壓穩(wěn)定；保證儲能的可用性儲能基準功率PFESS_ref如關(guān)系式（.5）所示，而輸入電網(wǎng)的基準功率由模糊管理程序決定。PFESS_ref=Pwg+ΔP-Preg （5.5）表5.2總結(jié)了管理程序的規(guī)范及開發(fā)管理程序時所使用的工具。52管理程序規(guī)范總結(jié)（包括工具）目標限制實施動作工具使輸入到電網(wǎng)的功率平穩(wěn)有限的儲能容量注入電網(wǎng)的基準功率：Preg低通濾波器保證儲能的可用性儲能的上下限值模糊邏輯維持直流母線電壓穩(wěn)定直流電壓設(shè)定值儲能基準功率：PFESS_ref比例積分校正器圖5.4中所示的必須準確定義的管理程序元素包括比例積分校正器的參數(shù)、低通濾波器的頻率和模糊管理程序。應(yīng)用到直流母線電壓測量的比例積分校正器參數(shù)通過使用自動控制原理中的經(jīng)典方法決定。圖55顯示了這種結(jié)構(gòu)，上面部分代表被控制系統(tǒng)（一階環(huán)節(jié)，Ksys和τsys分別為系統(tǒng)的增益和時間常數(shù)），下面部分代表比例積分校正器。圖5.5比例積分校正器在本研究中，受控系統(tǒng)通過等效電容C和漏電阻Rc以及控制變量直流母線電壓Vdc建模（56）。系統(tǒng)的傳遞函數(shù)如下：Vdc=

（5.6）I C·Rc·s+1濾波器的時間常數(shù)τ通常由儲能容量函數(shù)決定[CM05，A09]。在本例中，我們使用關(guān)系式（57）其中J為飛輪慣量Pn為能夠發(fā)送到儲能系

圖5.6受控系統(tǒng)統(tǒng)或儲能系統(tǒng)能夠發(fā)出的額定功率，而Ωmax和Ωmin分別為飛輪的最大和最小轉(zhuǎn)速。2·Pnτ=J·（max-min2·Pn

（5.7）本章其余部分將致力于模糊管理程序的開發(fā)。為了建立功能圖，首先要解決的問題是確定系統(tǒng)的各種運行狀態(tài)。6各種運行狀態(tài)的確定：功能圖模糊管理程序有兩個輸入（飛輪轉(zhuǎn)速、儲能系統(tǒng)荷電狀態(tài)和風(fēng)電功率的低頻部分）和一個輸出（輸入電網(wǎng)的基準功率），如圖7所示請注意模糊管理程序的結(jié)構(gòu)和第4章開發(fā)的管理程序的結(jié)構(gòu)相同（見圖418）。

圖5.7模糊管理程序的輸入和輸出在這點上，根據(jù)儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)和提供的風(fēng)電功率，我們必須確定輸送到電網(wǎng)的功率（發(fā)電系統(tǒng)輸出）。模糊管理程序策略可以通過圖表定義；通過圖表定義有如下優(yōu)勢：對想要實現(xiàn)的目標和子目標、約束條件和允許的實施動作進行精確描述。直觀建立適用于各種運行模式的模糊規(guī)則，從而限制管理程序的復(fù)雜程度。便于和其他學(xué)科領(lǐng)域（如經(jīng)濟領(lǐng)域）的交流，經(jīng)濟性在能源選擇方面起著重要作用。各種運行模式之間的轉(zhuǎn)換由系統(tǒng)某些部分的狀態(tài)決定。這些狀態(tài)可以通過模糊變量（即管理程序的輸入）進行描述，因此，能夠保證多種運行模式之間的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換，并使系統(tǒng)能夠同時在多種模式下運行。由于模糊邏輯結(jié)合了布爾邏輯所以它能用于回顧一些經(jīng)典方法Petri或t網(wǎng)。61 功能圖旨在將風(fēng)電功率輸送到電網(wǎng)運行狀態(tài)如圖58所示圓角矩形代表工作模式這些模式之間的轉(zhuǎn)換代表系統(tǒng)狀態(tài)：如果儲能系統(tǒng)荷電狀態(tài)顯示為小”，必須嘗試去恢復(fù)儲能系統(tǒng)狀態(tài)，因為它的任務(wù)是維持電壓Vdc穩(wěn)定；如果儲能系統(tǒng)荷電狀態(tài)顯示為大”，必須嘗試使其維持在一個限值，以實現(xiàn)持續(xù)的平穩(wěn)功率。如果儲能系統(tǒng)荷電狀態(tài)顯示為中等”，不需要采取任何特殊操作。621功能子圖

圖5.8N1功能圖1.1（見圖5.9）對應(yīng)于儲能系統(tǒng)荷電狀態(tài)顯示為“中等”時的系統(tǒng)運行情況。關(guān)于儲能系統(tǒng)，沒有特殊的充電和放電建議。因此，輸送到電網(wǎng)的功率就會和發(fā)電機提供的風(fēng)電功率相等。63 2功能子圖

圖.9.1功能圖1.2（見圖5.10）對應(yīng)于儲能系統(tǒng)荷電狀態(tài)顯示為“大”時的系統(tǒng)運行情況。圖.0.2功能子圖這意味著，為了利用儲能，輸送到電網(wǎng)的功率往往比風(fēng)電功率更大，這有助于保證儲能的可用性：如果風(fēng)電功率顯示為小”，此時要求系統(tǒng)輸送稍微大一點的功率（中等偏?。┙o電網(wǎng)；如果風(fēng)電功率顯示為大”，此時要求系統(tǒng)輸送很大的功率給電網(wǎng)，以避免儲能系統(tǒng)的“高度”飽和；如果風(fēng)電功率顯示為中等”，此時要求系統(tǒng)輸送稍微大一點的功率（中等偏大）給電網(wǎng)。643功能子圖1.3（見圖5.11）對應(yīng)于儲能系統(tǒng)荷電狀態(tài)顯示為“小”時的系統(tǒng)運行情況。這種情況下輸送到電網(wǎng)的功率往往比風(fēng)電功率小，以將部分功率用于為儲能系統(tǒng)充電：如果風(fēng)電功率顯示為小”，輸送到電網(wǎng)的功率值為非常小”；如果風(fēng)電功率顯示為大”，輸送到電網(wǎng)的功率值為中等偏大”；如果風(fēng)電功率顯示為中等”，輸送到電網(wǎng)的功率值為中等偏小”。由于已經(jīng)根據(jù)儲能裝置的荷電狀態(tài)和風(fēng)電功率情況確定了發(fā)電系統(tǒng)的具體行為，我們現(xiàn)在開始推導(dǎo)模糊管理程序的輸入與輸出變量之間的隸屬函數(shù)。圖.1.3功能子圖7 隸屬函數(shù)57這部分要處理的變量是兩個輸入變量Pwg_LF和Ω以及輸出變量Preg。輸入變量進行歸一化見式（58）在圖上以標幺值（）顯示：ΩmaxΩ（）=ΩΩmaxPwg_LFmaxPwg_LF（）=PPwg_LFmax

（5.8）最好通過一組3個信息表示對應(yīng)變量各自的語言變量，包括語言變量的名稱、論域和模糊變量可能的特性集：{語言變量的名稱，論域，特性集}用于描述變量的術(shù)語稱為語言標簽。在這種情況下，最小的飛輪轉(zhuǎn)速是00r/n，最大的轉(zhuǎn)速是3000r/n；根據(jù)關(guān)系式（52）允許最大的交換能量可以在儲能和大約093Emax的系統(tǒng)剩余能量之間變化。在變量Ω的標幺值下，8/301之間（512）。變量定義如下：對于輸入變量：Ω，81，″SL″，″EM″，″BG″，（圖5.12）{Pwg_LF

30，[0，1]，

″SL″，″EM″，″BG″}，（圖5.13）對于模糊管理程序的輸出變量：{Preg，[0，1]，＂EYSL＂，＂SL＂，＂EMSL＂，＂EM＂，＂EMBG＂，＂BG＂，＂EYBG＂}，（圖5.4）5.為了明確圖形目的，使用如表5.3所示的首字母表示上述變量語言標簽5.表 語言標簽和簡化語言標簽VERYSMALL（非常?。㏒MALL（?。㎝EDIUMSMALL（中等偏小）EM（中等）EMBG（中等偏大）BG（大）EYBG（很大）簡化的語言標簽VSSMSMMBBVB3。[BOR，]中所重357在（）。試驗中，為飛輪驅(qū)動轉(zhuǎn)速選擇了3個隸屬函數(shù)，以便在論域關(guān)系中呈現(xiàn)梯形和對稱。512飛輪轉(zhuǎn)速Ω的隸屬函數(shù)（該圖的彩色版本請參見\h...k/s/.p）513濾波風(fēng)電功率Pwg_LF的隸屬函數(shù)（該圖的彩色版本請參見\h...k/s/.p）圖.4輸入電網(wǎng)的功率Preg的隸屬函數(shù)（該圖的彩色版本請參見\h...k/s/.p）由于濾波風(fēng)電功率能夠在0到額定功率之間變化，所以變量Pwg_LF的論域在0到1之間變化。表現(xiàn)的隸屬函數(shù)通過實驗選定。變量Ω和Pwg_LF的模糊性基于3個隸屬函數(shù)的使用情況，在模糊規(guī)則數(shù)目的精度和限度之間折中，由每個輸入變量模糊集數(shù)目的乘積決定（或者，在這種情況下339個規(guī)則）。為了減小變量狀態(tài)的變化，使用了7個隸屬函數(shù)對輸出變量Preg進行了相同操作。大量的隸屬函數(shù)不會增加模糊規(guī)則的最大數(shù)目。由于輸入變量各自使用3個函數(shù)進行模糊化，因此，Preg最多可考慮9個模糊集。由于模糊管理程序的輸入和輸出變量的功能圖和隸屬函數(shù)已經(jīng)定義，接下來我們可以進行運行圖的開發(fā)。8運行圖為了確定模糊規(guī)則，有必要將功能圖轉(zhuǎn)換成包括先前定義的隸屬函數(shù)的運行圖。運行模式之間的轉(zhuǎn)換通過輸入值的隸屬函數(shù)來描述，運行模式的操作通過輸出值的隸屬函數(shù)來描述。主要運行圖和運行子圖如圖5.15～圖5.18所示。使用變量名以及狀態(tài)和轉(zhuǎn)換的簡化語言標簽來創(chuàng)建它們。例如較低風(fēng)電功率變?yōu)镻wg_LFS輸送中等偏大功率到電網(wǎng)變?yōu)椤癙reg為B”，等等。關(guān)于運算法則，與t工具觀察的不同，是通過一個運行方式逐漸轉(zhuǎn)換為另一個運行方式的。81 運行圖如圖5.5所示，我們看到三個運行模式（1.1～1.3）呈漸進性轉(zhuǎn)換，這三個模式都依靠于儲能裝置的荷電狀態(tài)。821運行子圖

圖5.15N1運行圖當(dāng)儲能裝置荷電狀態(tài)顯示為“中等”（Ω為M）時，該模式（見圖5.16）被圖.6.1運行子圖激活。該圖顯示了狀態(tài)圖（59）中考慮的運行和分配給變量的語言值之間的對應(yīng)關(guān)系：“輸送中等功率到電網(wǎng)”對應(yīng)“Preg為M”；“輸送大功率到電網(wǎng)”對應(yīng)“Preg為B”；“輸送小功率到電網(wǎng)”對應(yīng)“Preg為S”。83 2運行子圖當(dāng)儲能裝置荷電狀態(tài)顯示“大”時（“Ω為B”），該模式（見圖.17）被激活。該圖顯示了狀態(tài)圖（見圖510）中考慮的運行和分配給變量的語言值之間的對應(yīng)關(guān)系：“輸送中等偏大的功率到電網(wǎng)”對應(yīng)“Preg為B”；“輸送非常大的功率到電網(wǎng)”對應(yīng)“Preg為B”；“輸送中等偏小的功率到電網(wǎng)”對應(yīng)“Preg為S”。圖.7.2運行子圖84 3運行子圖當(dāng)儲能裝置荷電狀態(tài)顯示小時（ΩS”）該模式（518）被激活在該圖中我們可以看到狀態(tài)圖（511）中考慮的運行和分配給變量的語言值之間的對應(yīng)關(guān)系?！拜斔椭械绕〉墓β实诫娋W(wǎng)”對應(yīng)“Preg為S”；“輸送中等偏大的功率到電網(wǎng)”對應(yīng)“Preg為B”；“輸送非常小的功率到電網(wǎng)”對應(yīng)“Preg為S”。圖.8.3運行子圖9模糊規(guī)則管理程序的模糊規(guī)則來自于運行圖。54 兩個輸入變量Ω和Pwg_LF服從模糊化，每個變量使用3個語言變量；這意味著54 表 顯示了根據(jù)上面介紹的子運行圖組合的規(guī)則549個模糊規(guī)則N1.1如果Ω為M且如果Pwg_LFM那么Preg為M如果Ω為M且如果Pwg_LF為B那么Preg為B如果Ω為M且如果Pwg_LF為S那么Preg為S.2如果Ω為B且如果Pwg_LFM那么Preg為B如果Ω為B且如果Pwg_LF為B那么Preg為B如果Ω為B且如果Pwg_LF為S那么Preg為S.3如果Ω為S且如果Pwg_LFM那么Preg為S如果Ω為S且如果Pwg_LF為B那么Preg為B如果Ω為S且如果Pwg_LF為S那么Preg為S注意，這些規(guī)則的基本數(shù)目不能減少。由于模糊管理程序只有兩個輸入變量，因此研究的情形相對簡單。然而，這個表面的簡單與管理程序在開發(fā)時執(zhí)行的上游簡單化有關(guān)。模糊邏輯不能系統(tǒng)性應(yīng)用，并且已經(jīng)使用了低通濾波器和比例積分校正器等工具，因此限制了模糊管理程序輸入變量的數(shù)目。10實驗驗證10.1 管理程序的植入為了通過實驗驗證上述提出的概念，上文中開發(fā)的管理程序已經(jīng)植入到測試平臺的“實時”控制卡上[CM06]。圖519所示為由模糊管理程序產(chǎn)生的非線性表面。它顯示了根據(jù)飛輪標準轉(zhuǎn)速Ω注入電網(wǎng)的功率Preg和由風(fēng)電機組產(chǎn)生的濾波功率Pwg_LF的演進。在圖中，我們能夠看到Preg根據(jù)表5.4顯示的規(guī)則所發(fā)生的演變。圖.9依據(jù)飛輪標準轉(zhuǎn)速Ω和濾波風(fēng)電功率Pwg_LF確定的注入電網(wǎng)功率Preg的演進（該圖的彩色版本請參見\h...k/s/.p）這個方案的實時植入不是直接可行的，因為測量所需時間和恢復(fù)順序所需時間的計算和系統(tǒng)的正確控制不兼容。提出的第一個方案是一種通過使用中間計劃的初始化模糊表面（見圖519）的線性進行簡化的方法選定計劃的等式（以標幺值為單位）如式（59）所示，并且相應(yīng)的表面如圖520所示。圖520用于實時執(zhí)行的管理程序的簡化（該圖的彩色版本請參見\h...k/s/.p）Preg=0.63Pwg_LF+.52Ω-0.17 （5.9）在異步發(fā)電機矢量控制示例中，簡化管理程序的實際應(yīng)用使在微處理器應(yīng)用的管理法則的采樣周期降低1/4成為可能ROB07]。另一種簡易化的模糊管理程序（19）是通過復(fù)制發(fā)電系統(tǒng)（21）在恒定功率下運行的延伸區(qū)域進行，表面通過使用計算時間很短的簡單等式來獲得。圖521恒定功率下的模糊管理程序（該圖的彩色版本請參見\h...k/s/.p）10.2 實驗配置用于實驗測試的平臺（見圖522）根據(jù)圖523中展示的原理圖進行構(gòu)建[CM06，U05]。圖5.22實驗平臺圖片2這是一個總功率在3kW左右的平臺。在該配置中，儲能通過籠型感應(yīng)電機和鋼制飛輪進行，飛輪的慣性J=0.2kg·m，最大驅(qū)動速度為000r/n。因此，最大儲能容量約為10kJ或2.7h左右。脈寬調(diào)制（M）變換器連接的直流母線使用等效電容為2200μF、直流母線電壓為400V的電容器創(chuàng)建。2該配置由四部分組成（523）代表實際風(fēng)電機組的風(fēng)電機組模擬器作為發(fā)電機的永磁同步發(fā)電機，用于將風(fēng)電機組的機械能轉(zhuǎn)化為電能；一個飛輪儲能系統(tǒng)；以及這個發(fā)電系統(tǒng)通過電感或電感電容濾波器到230V三相電網(wǎng)的連接器。所有用于這個平臺的脈寬調(diào)制變換器是相同的，圍繞一個1200V/50A的絕緣柵雙極型晶體管（BT）構(gòu)建。另外，在一個獨特的模型上，構(gòu)建了與每一臺變換器相連接的控制和測量界面，為這個實驗平臺提供模塊化質(zhì)量。圖5.23實驗平臺全局圖10.3 實驗結(jié)果和分析1031 平穩(wěn)功率管理程序在這些測試中，記錄了法國北海岸實際風(fēng)力測量數(shù)據(jù)，以創(chuàng)建圖5.24所示的曲線文件。圖5.24風(fēng)速圖5.25顯示了風(fēng)力發(fā)電機的速度。圖5.25風(fēng)力發(fā)電機的速度所示。526在沒有儲能系統(tǒng)的情況下，風(fēng)力發(fā)電機單獨注入電網(wǎng)的功率變化極大，如圖所示。圖5.26沒有儲能系統(tǒng)的情況下提供給電網(wǎng)的有功功率當(dāng)飛輪儲能系統(tǒng)運行時，管理程序傳送一個參考功率Preg，這個功率被輸送到靜態(tài)變換器確保與電網(wǎng)的連接并使相應(yīng)功率能夠注入電網(wǎng)（527）如圖5.27所示，這個功率非常平穩(wěn)，實現(xiàn)了第一個目標。指標開發(fā)以注入電網(wǎng)的功率構(gòu)成的信號頻率分析為基礎(chǔ)。圖5.27提