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申请/专利权人：广东工业大学

摘要：本发明公开了一种多轨道斜坡式重力储能系统运行效率在线优化方法，包括，根据电网充电指令和放电指令，利用离散粒子群算法计算出使重力储能系统整体充电效率和放电效率最大化的控制变量；斜坡式重力储能系统在储能工况和释能工况下的约束条件；利用离散粒子群算法计算控制变量的步骤。本方法有效克服了现有控制策略未能通过对斜坡轨道质量块数量和牵引电机齿轮箱变比的协调优化来提升电能效率的问题，从而在保证满足电网调度指令的同时使整个系统的电能效率最大化，实现了系统运行效率在线优化。

主权项：1.一种多轨道斜坡式重力储能系统运行效率在线优化方法，其特征在于：斜坡式重力储能监控与能量管理系统根据电网充电指令PAGC_cha和放电指令PAGC_dis，利用离散粒子群算法计算出使重力储能系统整体充电效率ηcha和放电效率ηdis最大化的控制变量，所述控制变量包括各斜坡轨道牵引电机齿轮箱变比kii＝1,2，...，nG，nG∈Z和各斜坡轨道质量块数量nslope_ii＝1,2，...，nG，nG∈Z，其中i为斜坡轨道序号、nG为斜坡轨道数量，用于多轨道斜坡式重力储能系统的在线控制；所述斜坡式重力储能系统在储能工况下的充电效率ηcha，具体为： 其中，ηslope_cha_i为储能工况下第i条斜坡轨道的质量块移动效率，ηchain_cha_i为储能工况下第i条斜坡轨道的齿轮链条传动效率，ηgear_cha_i为储能工况下第i条斜坡轨道的齿轮箱传动效率，ηG_cha_i为储能工况下第i条斜坡轨道的牵引电机效率，PG_cha_i为储能工况下第i条斜坡轨道的牵引电机输入功率；所述储能工况下第i条斜坡轨道的质量块移动效率ηslope_cha_i，其表达式为： 其中，θ为斜坡轨道相对水平面的倾斜角度，μ为斜坡轨道的动摩擦系数；所述储能工况下第i条斜坡轨道的齿轮链条传动效率ηchain_cha_i，其表达式为： 其中，nslope_i为第i条斜坡轨道的质量块数量，m为单个质量块质量，g为重力加速度，ω为牵引电机旋转角速度，r为斜坡轨道的链轮半径，ki为第i条斜坡轨道的牵引电机齿轮箱变比，Pchain_loss为齿轮链条摩擦固定损失；所述储能工况下第i条斜坡轨道的齿轮箱传动效率ηgear_cha_i，其表达式为： 其中，Tidle为齿轮箱空载转矩，K为常数；所述储能工况下第i条斜坡轨道的牵引电机效率ηG_cha_i，其表达式为： 其中，Ii为第i条斜坡轨道的牵引电机输入电流，Rs为定子绕组电阻，If_i为第i条斜坡轨道的牵引电机励磁电流，Rf为转子绕组电阻，Pfe为牵引电机铁损，为牵引电机机械损耗；所述斜坡式重力储能系统在释能工况下的放电效率ηdis，具体为： 其中，ηslope_dis_i为释能工况下第i条斜坡轨道的质量块移动效率，ηchain_dis_i为释能工况下第i条斜坡轨道的齿轮链条传动效率，ηgear_dis_i为释能工况下第i条斜坡轨道的齿轮箱传动效率，ηG_dis_i为释能工况下第i条斜坡轨道的牵引电机效率，PG_disi为释能工况下第i条斜坡轨道的牵引电机输出功率；所述释能工况下第i条斜坡轨道的质量块移动效率ηslope_dis_i，其表达式为： 其中，θ为斜坡轨道相对水平面的倾斜角度，μ为斜坡轨道的动摩擦系数；所述释能工况下第i条斜坡轨道的齿轮链条传动效率ηchain_dis_i，其表达式为： 其中，nslope_i为第i条斜坡轨道的质量块数量，m为单个质量块质量，g为重力加速度，ω为牵引电机旋转角速度，r为斜坡轨道的链轮半径，kl为第i条斜坡轨道的牵引电机齿轮箱变比，Pchain_loss为齿轮链条摩擦固定损失；所述释能工况下第i条斜坡轨道的齿轮箱传动效率ηgear_dis_i，其表达式为： 其中，Tidle为齿轮箱空载转矩，K为常数；所述释能工况下第i条斜坡轨道的牵引电机效率ηG_dis_i，其表达式为： 其中，Ii为第i条斜坡轨道的牵引电机输入电流，Rs为定子绕组电阻，If_i为第i条斜坡轨道的牵引电机励磁电流，Rf为转子绕组电阻，Pfe为牵引电机铁损，为牵引电机机械损耗。

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