[发明专利]一种小容量压缩空气储能装置及其并网方法

说明书

本发明公开了一种小容量压缩空气储能装置及其并网方法。所述装置包括：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。采用本发明所提供的小容量压缩空气储能装置及其并网方法能够实现灵活并网。

技术领域

本发明涉及压缩空气储能技术领域，特别是涉及一种小容量压缩空气储能装置及其并网方法。

背景技术

压缩空气储能(Compressed Air Energy Storage，CAES)系统具有选址灵活、使用寿命长、响应速度快、环境友好的优点，是一种很有前途的能源存储方式。压缩空气储能装置利用低谷电、弃风电、弃光电驱动压缩机压缩空气并将高压空气储存在储气室中；释能阶段，高压空气膨胀做功，由空气透平带动发电机对外输出电能。传统千瓦级压缩空气储能装置采用的空气透平转速每分钟可达数万转，空气透平轴系与发电机轴系通过机械减速器相连，由于空气透平的转速与常规同步发电机的转速之间存在巨大差异，导致连接空气透平轴和发电机轴的减速器存在故障率高、稳定性差和机械损耗等缺陷，使得传统压缩空气储能装置容易发生故障，从而导致压缩空气储能装置存在工作效率低且安全性差的问题；此外，由于传统的压缩空气储能装置无法控制发电机的转速，因此，无法与电网灵活并网。

发明内容

本发明的目的是提供一种小容量压缩空气储能装置及其并网方法，以解决传统的压缩空气储能装置工作效率低且无法灵活并网的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种小容量压缩空气储能装置，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。

可选的，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。

一种小容量压缩空气储能装置的并网方法，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；