[发明专利]一种小容量压缩空气储能装置及其并网方法

权利要求书

1.一种小容量压缩空气储能装置，其特征在于，包括：储气室、开关阀、空气透平、多个不同的检测装置、发电机、背靠背双脉宽调制变流器及变压器；

所述开关阀设于所述储气室与所述空气透平之间；所述多个不同的检测装置设于所述空气透平的进口处；所述多个不同的检测装置包括温度传感器、压力传感器以及空气流量监测装置；

所述发电机与所述空气透平同轴连接；

所述背靠背双脉宽调制变流器设于所述发电机与所述变压器之间，用于控制所述空气透平转速和并网功率；

所述变压器与电网相连接。

2.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于：所述背靠背双脉宽调制变流器包括机侧变流器和网侧变流器；

所述机侧变流器与所述发电机相连接，用于控制所述发电机转速以控制所述空气透平的输出功率；

所述网侧变流器与所述变压器相连接，所述网侧变流器采用双环控制结构，所述双环控制结构包括外环控制器和内环控制器；

所述外环控制器用于稳定直流电压；

所述内环控制器用于调节并网时的有功电流和无功电流。

3.一种小容量压缩空气储能装置的并网方法，其特征在于，所述并网方法应用于一种小容量压缩空气储能装置，所述储能装置包括：

储气室、开关阀、空气透平、多个不同的检测装置、发电机、背靠背双脉宽调制变流器及变压器；

所述开关阀设于所述储气室与所述空气透平之间；所述多个不同的检测装置设于所述空气透平的进口处；所述多个不同的检测装置包括温度传感器、压力传感器以及空气流量监测装置；

所述发电机与所述空气透平同轴连接；

所述背靠背双脉宽调制变流器设于所述发电机与所述变压器之间，用于控制所述空气透平转速和并网功率；

所述变压器与电网相连接；

所述并网方法包括：

获取所述空气透平的进口处的空气透平特征；所述空气透平特征包括温度、压力以及空气流量；

根据所述空气透平特征确定所述空气透平的机械功率-转速关系；

根据所述机械功率-转速关系确定最优参考转速；

根据所述最优参考转速，利用爬山算法控制所述发电机以最优转速转动；所述最优转速与所述最优参考转速的差值在预设范围内。

4.根据权利要求3所述的并网方法，其特征在于，所述根据所述空气透平特征确定所述空气透平的机械功率-转速关系，具体包括：

获取所述空气透平的失速转矩以及空载转速；

根据所述失速转矩、所述空载转速以及所述压力确定所述机械功率-转速关系。

5.根据权利要求4所述的并网方法，其特征在于，所述根据所述机械功率-转速关系确定最优参考转速，具体包括：

对所述机械功率-转速关系求偏导数，计算得到满足最大功率输出条件的第一压力-最优转速关系；

获取所述空气透平的进口压力表；

根据所述进口压力表，将所述压力带入所述第一压力-最优转速关系，得到第一最优参考转速。

6.根据权利要求3所述的并网方法，其特征在于，所述根据所述机械功率-转速关系确定最优参考转速，具体包括：

获取空气膨胀功率；

根据所述机械功率-转速关系以及所述空气膨胀功率计算得到效率-转速关系；

对所述效率-转速关系求偏导数，计算得到满足最大效率输出条件的第二压力-最优转速关系；

根据所述第二压力-最优转速关系，经过机侧变流器内的比例-积分调节器得到第二最优参考转速。