基于蓄电池和飞轮混合储能系统的SIMULINK建模与仿真

1.课题概述

        基于蓄电池和飞轮混合储能系统的SIMULINK建模与仿真。蓄电池和飞轮混合储能，蓄电池可以用SIMULINK自带的模型，飞轮要搭模型，仿真重点是飞轮模型的搭建和混合储能控制策略的实现。有飞轮、蓄电池充放电电流电压、功率波形，交流负载端的电流、电压、功率波形。针对系统中的波动，能够观察到这些波形由波动到稳定的过程。

2.系统仿真结果

3.核心程序与模型

版本：MATLAB2022a

4.系统原理简介

        随着可再生能源的大规模应用和电力需求的日益增长，电力系统的稳定性与可靠性问题日益凸显。储能系统作为解决这些问题的有效手段，受到了广泛关注。蓄电池和飞轮是两种常见的储能技术，它们各有优势。将蓄电池与飞轮结合，构成混合储能系统，能够综合两者的优点，提高储能效率和响应速度。

4.1 蓄电池储能原理

       蓄电池是一种能够将化学能转化为电能的装置。在充电过程中，外部电源提供电能，使得蓄电池内部的化学反应逆向进行，将电能转化为化学能储存起来。在放电过程中，化学能再次转化为电能，供外部负载使用。蓄电池是通过化学反应将电能转化为化学能存储起来，当需要时再将化学能转换回电能。其能量存储和释放过程可用如下简化的数学模型表示：

4.2 飞轮储能原理

      飞轮储能是一种机械储能方式，它利用高速旋转的飞轮来储存能量。在充电过程中，外部电源提供电能，通过电动机驱动飞轮加速旋转，将电能转化为飞轮的动能储存起来。在放电过程中，飞轮的旋转速度减慢，通过发电机将动能转化为电能输出。飞轮储能系统则利用电动机/发电机作为能量转换装置，通过加速或减速飞轮旋转来储存或释放能量。飞轮储能的过程可以用以下物理方程描述：

4.3 混合储能系统原理

      混合储能系统将蓄电池和飞轮结合起来，通过智能控制系统实现两者之间的协同工作。在充电过程中，外部电源同时为蓄电池和飞轮提供电能。蓄电池通过化学反应储存能量，而飞轮则通过加速旋转储存动能。在放电过程中，根据电力系统的需求，智能控制系统决定从蓄电池还是飞轮中提取能量，或者同时从两者中提取能量。

       基于蓄电池和飞轮的混合储能系统结合了两种储能技术的优点，具有响应速度快、储能效率高、使用寿命长等特点。它在电力系统中的应用可以提高电力系统的稳定性、可靠性和经济性。随着储能技术的不断发展和成本的降低，混合储能系统在未来有望得到更广泛的应用。