技术特征：
1.一种异构飞轮储能系统的多目标控制方法，其特征在于，包括以下步骤：确定飞轮储能单元的动力学模型与控制目标；根据指令发生器，设定每个飞轮储能单元的指令发生器上层的分布式观测器；设定每个飞轮储能单元的渐进内部模型下层的分布式观测器；根据指令发生器和两个分布式观测器，为每一个飞轮储能单元设置控制器，实现飞轮储能系统的功率跟踪与荷能平衡的双目标控制。2.根据权利要求1所述的一种异构飞轮储能系统的多目标控制方法，其特征在于，所述飞轮储能系统包括通讯网络、指令发生器、若干个飞轮储能单元和电网。3.根据权利要求1所述的一种异构飞轮储能系统的多目标控制方法，其特征在于，所述飞轮储能单元的动态模型如下：飞轮储能单元的动态模型如下：式中，为第i个飞轮的荷能转速系数，ω
i,max
表示第i个飞轮运行时允许的最大转速，ω
i
(t)表示第i个飞轮在时刻t的角速度，i
i
、b
vi
、p
i,out
(t)分别表示第i个飞轮的转动惯量、阻尼系数与在时刻t的输出功率。4.根据权利要求1所述的一种异构飞轮储能系统的多目标控制方法，其特征在于，实现飞轮储能系统的功率跟踪与荷能平衡的双目标控制的表达式为：飞轮储能系统的功率跟踪与荷能平衡的双目标控制的表达式为：飞轮储能系统的功率跟踪与荷能平衡的双目标控制的表达式为：其中，p
fesms
(t)表示在时刻t飞轮储能系统的总输出功率，p
i,out
(t)表示第i个飞轮在时刻t的输出功率，飞轮数目为n；p
ref
(t)表示总输出功率的参考值，φ
i
(t)表示在时刻t第i个飞轮的荷能状态，φ
j
(t)表示在时刻t第j个飞轮的荷能状态。5.根据权利要求1所述的一种异构飞轮储能系统的多目标控制方法，其特征在于，所述指令发生器上层的分布式观测器设定如下：指令发生器设定为：p
ref
(t)＝c0η0(t)式中，η0(t)为指令发生器的内部状态，s0和c0为常数矩阵，ψ0(t)＝φ
i
(t)，p
ref
(t)表示总输出功率的参考值；设定通讯网络是无向的，即a
ij
＝a
ji
，其中i,j＝1,2,...,n,i≠j.指令发生器上层的分布式观测器设定如下：
p
i,ref
(t)＝c
i
(t)η
i
(t)其中，s
i
(t)表示第i个分布式指令发生器系数矩阵s0观测值，s
j
(t)表示第j个分布式指令发生器系数矩阵s0观测值，μ
s
表示系数矩阵s0观测器增益，c
i
(t)表示第i个分布式指令发生器系数矩阵c0观测值，c
j
(t)表示第j个分布式指令发生器系数矩阵c0观测值，μ
c
表示系数矩阵c0观测器增益，η
i
(t)表示第i个分布式指令发生器内部状态矩阵η0(t)观测值，η
j
(t)表示第j个分布式指令发生器内部状态矩阵η0(t)观测值，μ
η
表示内部状态矩阵η0(t)观测器增益，p
i,ref
(t)表示第i个分布式指令发生器输出到第i个飞轮的功率参考值，如果第i个分布式观测器在时刻t能获得第j个分布式观测器的信息，则a
ij
(t)＝1，否则，a
ij
(t)＝0，飞轮数目为n。6.根据权利要求1所述的一种异构飞轮储能系统的多目标控制方法，其特征在于，所述渐进内部模型下层的分布式观测器设定如下：设定通讯网络是无向的，即a
ij
＝a
ji
，其中i,j＝1,2,...,n,i≠j，则系统渐进内部模型下层的分布式观测器如下：下层的分布式观测器如下：下层的分布式观测器如下：其中，θ
i
(t)表示第i个内部模型系数θ的观测值，θ
j
(t)表示第j个内部模型系数θ的观测值，μ
θ
表示系数θ观测器增益，θ
i
(0)表示θ
i
(t)的初始值，ξ
i
(t)表示第i个内部模型系数ξ的观测值，ξ
j
(t)表示第j个内部模型系数ξ的观测值，μ
ξ
表示系数ξ观测器增益，ξ
i
(0)表示ξ
i
(t)的初始值，表示第i个内部模型的状态观测值，表示第j个内部模型的状态观测值，表示观测器增益，表示的初始值，φ
i
(0)表示第i个飞轮的荷能状态φ
i
(t)的初始值，如果第i个分布式观测器在时刻t能获得第j个分布式观测器的信息，则a
ij
(t)＝1，否则，a
ij
(t)＝0，飞轮数目为n，i
i
、b
vi
和γ
i
分别表示第i个飞轮的转动惯量、阻尼系数及荷能转速系数。
7.根据权利要求1所述的一种异构飞轮储能系统的多目标控制方法，其特征在于，飞轮储能系统的局部跟踪控制设定如下：式中p
i
(t)、i
i
、b
vi
和φ
i
(t)分别表示第i个飞轮的在时刻t的输出功率、转动惯量、阻尼系数和在时刻t的荷能状态，κ为比例增益，p
i,ref
(t)表示第i个分布式指令发生器输出到第i个飞轮的功率参考值；θ
i
(t)和ξ
i
(t)分别表示第i个内部模型的状态系数θ和系数ξ的观测值，飞轮数目为n。8.一种异构飞轮储能系统的多目标控制系统，其特征在于，包括：模型确定模块，用于确定飞轮储能单元的动力学模型与控制目标；第一观测器设定模块，用于根据指令发生器，设定每个飞轮储能单元的指令发生器上层的分布式观测器；第二观测器设定模块，用于设定每个飞轮储能单元的渐进内部模型下层的分布式观测器；双目标控制模块，用于根据指令发生器和两个分布式观测器，为每一个飞轮储能单元设置控制器，实现飞轮储能系统的功率跟踪与荷能平衡的双目标控制。9.一种异构飞轮储能系统的多目标控制装置，其特征在于，包括：至少一个处理器；至少一个存储器，用于存储至少一个程序；当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现权利要求1-7任一项所述方法。10.一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如权利要求1-7任一项所述方法。
技术总结
本发明公开了一种异构飞轮储能系统的多目标控制方法、系统、装置及介质，其中方法包括：确定飞轮储能单元的动力学模型与控制目标；根据指令发生器，设定每个飞轮储能单元的指令发生器上层的分布式观测器；设定每个飞轮储能单元的渐进内部模型下层的分布式观测器；根据指令发生器和两个分布式观测器，为每一个飞轮储能单元设置控制器，实现飞轮储能系统的功率跟踪与荷能平衡的双目标控制。在本发明中，飞轮实际动态模型得到考虑，储能系统可在飞轮模型与不稳定的通讯网络下保持其功率跟踪与荷能平衡，系统的双目标控制得以实现。本发明可广泛应用于储能系统协同控制领域。发明可广泛应用于储能系统协同控制领域。发明可广泛应用于储能系统协同控制领域。
技术研发人员：蔡鹤 彭震山
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2022.12.15
技术公布日：2023/3/21