[发明专利]一种物理储能矩阵式控制方法

说明书

本发明公开了一种物理储能矩阵式控制方法，包括以下步骤：步骤S1，物理储能矩阵式装置上电启动后，进行装置安全自检和功能自检，检测各反馈回路信号是否正常；步骤S2，物理储能矩阵式装置进入母线直流母线预充电阶段，断开预充电断路器，通过预充电电阻以小电流给直流母线充电，稳定提升直流母线电压，在直流母线达到设定电压时，闭合直流母线预充电断路器，完成预充电；本发明通过控制断路器开闭，实现功率飞轮储能装置、能量飞轮阵列储能装置以及压缩空气储能装置的协调控制，实现不同储能装置的储能和放电，实现电网不同功率的储能需求，且三种储能设备之间也会相互传输能量用以更好的应对电网的需求，实现更长时间更高效率的储能。

技术领域

本发明涉及储能技术领域，尤其涉及一种物理储能矩阵式控制方法。

背景技术

储能是推动主体能源向可再生能源更替的关键技术，随着新能源发电量的占比越来越高，储能技术是制约目前可再生能源大规模利用的主要瓶颈，储能能够平抑电网波动，提升传统电力系统灵活性、经济性和安全性。飞轮储能系统是一种机械能和电能互相转换的储能装置，可以作为一种调频调峰手段快速补偿电网的功率不平衡，也可以承受大功率冲击用于牵引列车的启动与刹车。压缩空气储能通过压缩空气储存电能，发电时通过将高压空气释放经膨胀机与发电机做功发电，适合大容量和长时间电能存储。飞轮储能与压缩空气储能结合的物理储能控制方法能够应对目前复杂的电网环境，为可再生能源大规模接入电网提供坚实的基础，现有技术大多针对单一的储能装置，只能满足一部分电网或者微网需求。

例如，中国专利CN113931825A公开了一种压缩空气储能系统，在释能的同时，经过集热单元RR的空气包括两部分，一部分是由储气室AS释放的空气，另一部分是通过再循环过程流入的空气，换言之，经过集热单元RR的空气流量变大，集热单元RR能充分吸收外界热源，因此本发明的压缩空气储能系统，能实现对外界热源的充分利用，再将外界热源通过集热单元RR吸收以后，可以促进膨胀机膨胀做功，提升做功效果；然而，该储能系统依然采用单一的储能装置，无法进行电网大功率的储能调节。

发明内容

本发明主要解决现有的技术中无法进行电网大功率的储能调节的问题；提供一种物理储能矩阵式控制方法，适用于不同电压等级的直流电网以及交流电网，对电网进行大功率的储能调节。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种物理储能矩阵式控制方法，包括以下步骤：

步骤S1，物理储能矩阵式装置上电启动后，进行装置安全自检和功能自检，检测各反馈回路信号是否正常；

步骤S2，物理储能矩阵式装置进入母线直流母线预充电阶段，断开预充电断路器，通过预充电电阻以小电流给直流母线充电，稳定提升直流母线电压，在直流母线达到设定电压时，闭合直流母线预充电断路器，完成预充电；

步骤S3，物理储能矩阵式装置进入飞轮速度控制模式，首先闭合功率飞轮断路器，永磁同步电动/发电机处于电动状态，带动飞轮转动，达到预设转速后停止输入能量，断开功率飞轮断路器，而后闭合能量飞轮阵列断路器，逐个朝能量飞轮阵列中的能量飞轮装置输入能量，永磁同步电动/发电机带动飞轮达到预设转速后，然后断开能量飞轮阵列断路器；

步骤S4，进入容量控制模式，首先闭合压缩空气储能装置断路器，然后朝压缩空气储能装置中输入能量，控制压缩空气储能装置永磁同步电动/发电机达到效率最高的转速，带动压缩机进行空气压缩直至储气装置达到预设的储气量；

步骤S5，关闭所有断路器，等待电网指令，根据电网指令判断进入储能子步骤或放电子步骤。

作为优选，所述的放电子步骤具体包括：

步骤S7-1，判断电网指令是大功率指令还是调频调峰指令，若是调频则进入步骤S7-2，若是调峰则进入步骤S7-5；

步骤S7-2，闭合功率飞轮断路器，功率飞轮开始向电网输出瞬时大功率；