基于BP神经网络的飞轮转子全系统模型

作     者：何海婷 柳亦兵 

作者机构：华北电力大学能源动力与机械工程学院 

出 版 物：《华北电力大学学报(自然科学版)》 (Journal of North China Electric Power University(Natural Science Edition))

年 卷 期：2024年

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 08[工学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主　　题：飞轮转子 全系统模型 BP神经网络 有限元方法 替代映射 

摘      要：在前人的研究中，转子动力学模型和系统调度模型分属不同研究领域，缺乏完整的飞轮转子全系统模型，难以有效分析飞轮储能系统中复杂的电-磁-力耦合问题。为了解决这一问题，通过替代映射方法，使用有限元模型参数化计算结果训练BP神经网络，构造了AMB、PMSM和PMB模块，并与飞轮转子动力学模型、功率-电流-转速模块和PID控制器等组成一个完整的飞轮储能全系统模型。该模型成功应用于燃煤火电机组二次调频和风电输出平滑场景，可以同时计算飞轮储能系统的功率跟随和转子运动情况。仿真结果表明不同的转速起点，会改变转子的转动频率变化范围，从而影响转子振幅等安全参数。该模型具有接近实时的仿真速度。研究结果为飞轮储能系统的设计优化和运行控制提供了重要工具。