基于PSO和CPSO方法的风机与储能系统PI控制器功率流优化

《Scientific Reports》：Power flow optimization in wind energy and storage systems using a PSO and CPSO approach for PI controller

　　

摘要

由于具有环境友好性和可再生性，风力涡轮机被广泛应用于各种领域，尤其是在那些无法接入电网的偏远地区。然而，由于风况的不断变化，风力涡轮机存在间歇性和不稳定性，这给稳定供电带来了很大挑战。本文致力于开发一种先进的能源管理策略，用于结合电池和超级电容器的一种混合储能系统，该系统与风力能量转换系统相集成。所提出的控制方案采用比例积分控制器，其参数通过粒子群优化算法和混沌粒子群优化算法进行最优调整。本研究的主要目标是设计一种高效的控制策略，以便在不同的运行条件下满足负荷的能源需求。为此，开发了一种能源管理系统，通过协调储能设备的运行来智能管理电能流动，从而确保能源生成与消耗之间的持续平衡。在MATLAB/Simulink中对独立的风力涡轮机及其配套的储能系统进行了建模与仿真。通过仿真结果验证了所提出控制方法的有效性和可靠性，这些结果考虑了储能系统的充电状态、风力涡轮机产生的功率以及负荷的能源需求等关键因素。实验结果进一步证明了比例积分-混沌粒子群控制器的可行性和稳健性，显示出其在负荷变化和风况波动的情况下仍能提供快速准确的动态响应。