飞轮储能系统仿真建模与性能优化
📚 共计 30 章节
01
飞轮储能系统概述
基本原理、发展历程、应用领域与未来趋势
基础
概论
02
飞轮转子动力学基础
转动惯量、角动量、储能公式与能量密度
动力学
公式
03
飞轮材料与结构设计
高强度复合材料、金属材料、轮毂与轴系设计
材料
结构
04
高速电机与发电机
永磁同步电机、感应电机、电动/发电一体化设计
电机
发电
05
磁悬浮轴承技术
主动磁悬浮轴承、被动磁悬浮轴承、混合轴承系统
磁悬浮
轴承
06
真空与密封系统
真空度要求、真空泵选型、动密封与静密封技术
真空
密封
07
电力电子变换器
AC/DC整流器、DC/AC逆变器、双向DC/DC变换器
电力电子
变换器
08
控制系统基础
PID控制、矢量控制、直接转矩控制
控制
算法
09
飞轮储能系统建模方法
机理建模、辨识建模、混合建模
建模
系统
10
MATLAB/Simulink仿真环境搭建
Simscape Electrical、Simulink基础库
仿真
MATLAB
11
飞轮转子动力学仿真
模态分析、临界转速、不平衡响应
动力学
仿真
12
电机电磁场仿真
Maxwell 2D/3D建模、电磁力与转矩计算
电磁场
电机
13
磁悬浮轴承控制系统仿真
PID参数整定、悬浮稳定性分析
控制
磁悬浮
14
电力电子变换器仿真
PWM调制、电压/电流闭环控制
电力电子
仿真
15
飞轮储能系统整体仿真模型
机电耦合、能量流与损耗分析
系统
耦合
16
充放电控制策略
恒功率充放电、恒流充放电、恒压充放电
策略
充放电
17
能量管理策略
削峰填谷、频率调节、平滑可再生能源波动
能量
管理
18
飞轮储能系统损耗分析
风阻损耗、轴承损耗、铁耗与铜耗
损耗
效率
19
热管理仿真
热源分析、散热结构设计、温度场仿真
热管理
散热
20
安全性与可靠性分析
故障模式、冗余设计、寿命预测
安全
可靠性
21
多物理场耦合仿真
电磁-热-力耦合、联合仿真方法
多物理场
耦合
22
飞轮储能系统参数优化
灵敏度分析、响应面法、遗传算法
优化
算法
23
基于机器学习的性能预测
神经网络、支持向量机、数据驱动建模
ML
预测
24
飞轮储能系统实验验证
实验台搭建、传感器选型、数据采集
实验
验证
25
标准与测试规范
IEC标准、UL认证、性能测试方法
标准
认证
26
在电网中的应用案例
微电网、数据中心、轨道交通
电网
案例
27
在新能源中的应用案例
风电、光伏、电动汽车
新能源
案例
28
飞轮储能系统经济性分析
成本模型、收益模型、投资回报率
经济
分析
29
前沿技术
超导磁悬浮、高温超导、新型复合材料
前沿
超导
30
课程总结与项目实战
综合仿真项目、性能优化报告撰写
实战
总结