[发明专利]飞轮电机初始角度确定方法及飞轮电机系统

说明书

本发明提供了一种飞轮电机初始角度确定方法及飞轮电机系统，该方法包括：获取飞轮电机以不同初始角度启动后的实时旋转角度的稳态值；控制该飞轮电机以该稳态值以及预设转速运行，直到该飞轮电机的直轴电流和交轴电流均为零；获取直轴电压、交轴电压以及该飞轮电机的电压饱和系数；根据该稳态值、该直轴电压、该交轴电压以及该电压饱和系数确定该飞轮电机的初始角度。该方法通过轮电机以不同初始角度启动后的实时旋转角度的稳态值、该直轴电压、该交轴电压以及该电压饱和系数确定该飞轮电机的初始角度，以适应飞轮电机高速旋转的应用场景，从而提升了飞轮电机初始角度的确定精度。

技术领域

本发明涉及飞轮储能技术领域，尤其是涉及一种飞轮电机初始角度确定方法及飞轮电机系统。

背景技术

飞轮电机是飞轮储能系统中非常关键的部件，起着电能和动能之间相互转化的作用。通常，飞轮储能系统所采用的电机多为交流电机，包括异步感应电机、永磁同步电机、感应子电机、同步磁阻电机等，这些电机在机侧变流器作用下，通常采用矢量控制、直接转矩控制等控制方法。在这些控制方法中，获取电机实时角度信息是其中的必要过程。在获得电机角度信息后，必须精确获取电机的初始角度，否则会出现电机失速、无法输出有效功率等问题。

现有获取电机初始角度的方法可以通过直接测量或者间接估计的方式，但多数现有技术得到的初始角度确定结果一般精度较低，并不适用于飞轮高速运行场景。因此，如何确定飞轮电机的初始角度问题仍亟待解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种飞轮电机初始角度确定方法及飞轮电机系统，以提升飞轮电机初始角度的确定精度。

第一方面，本发明实施例提供了一种飞轮电机初始角度的确定方法，其中，包括：获取飞轮电机以不同初始角度启动后的实时旋转角度的稳态值；控制该飞轮电机以该稳态值以及预设转速运行，直到该飞轮电机的直轴电流和交轴电流均为零；获取直轴电压、交轴电压以及该飞轮电机的电压饱和系数；根据该稳态值、该直轴电压、该交轴电压以及该电压饱和系数确定该飞轮电机的初始角度。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，获取飞轮电机以不同初始角度启动后的实时旋转角度的稳态值的步骤包括：控制该飞轮电机在静止状态下以不同初始角度启动；当该飞轮电机实时旋转角度处于稳态时，获取该飞轮电机的实时旋转角度；根据该飞轮电机的实时旋转角度，确定该飞轮电机的实时旋转角度的稳态值。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，根据该飞轮电机的实时旋转角度，确定该飞轮电机的实时旋转角度的稳态值的步骤，包括：根据该飞轮电机的实时旋转角度，计算该轮电机的实时旋转角度的平均值；将该轮电机的实时旋转角度的平均值，确定为该飞轮电机的实时旋转角度的稳态值。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，该飞轮电机的实时旋转角度的取值为n组，根据下述公式计算该轮电机的实时旋转角度的平均值：其中，表示该轮电机的实时旋转角度的平均值，表示该轮电机的实时旋转角度第i次的数值，n表示获取该轮电机的实时旋转角度的次数，i表示第i次获取所述轮电机的实时旋转角度。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，获取该飞轮电机的电压饱和系数的步骤包括：获取该飞轮电机的反电势值以及该飞轮电机的变流器直排母线电压值；根据该反电势值以及该变流器直排母线电压值，计算该飞轮电机的电压饱和系数。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，根据该稳态值、该直轴电压、该交轴电压以及该电压饱和系数确定该飞轮电机的初始角度的步骤，包括：根据该直轴电压、该交轴电压，确定该直轴电压的绝对值以及该交轴电压的绝对值中的最大值；计算该最大值和该电压饱和系数的差值；基于该差值确定该飞轮电机的初始角度。