[发明专利]绝热压缩空气储能发电系统及其发电-调相切换控制方法

权利要求书

1.一种绝热压缩空气储能发电系统，其特征在于，包括储能系统和控制装置：

所述储能系统包括储气模块、第一储热装置、第二储热装置和发电模块，所述发电模块包括发电机和至少一级空气做功单元，每级所述空气做功单元包括依次连接的换热装置和空气做功装置，当包括多级所述空气做功单元时，所有的所述空气做功单元依次连接，最后一级所述空气做功单元的所述空气做功装置与所述发电机连接；所述第一储热装置和所述第二储热装置与每级所述空气做功单元的换热装置连接，所述储气模块与第一级所述空气做功单元的换热装置连接，所述第一储热装置和所述第二储热装置连接；

所述发电机上集成设有全控励磁装置，所述控制装置用于发出对所述全控励磁装置、空气流量和储热介质流量的控制信号，所述全控励磁装置用于根据所述控制装置发出的控制信号调节励磁系统。

2.根据权利要求1所述的绝热压缩空气储能发电系统，其特征在于，还包括用于对所述全控励磁装置提供励磁电源的励磁变压装置，所述励磁变压装置与所述全控励磁装置连接。

3.根据权利要求2所述的绝热压缩空气储能发电系统，其特征在于，还包括用于将所述发电机发出的电升压到电网电压的主变压器，所述主变压器分别与所述发电机和所述励磁变压装置连接。

4.根据权利要求2所述的绝热压缩空气储能发电系统，其特征在于，所述全控励磁装置包括三相全控整流电路、直流斩波电路和直流电容；

所述三相全控整流电路包括三个桥臂，每个所述桥臂上设有两个串联的电压源型全控器件；

所述直流斩波电路包括两个桥臂，每个所述桥臂上设有两个串联的电压源型全控器件；

所述直流电容与所述全控整流电路和所述直流斩波电路并联。

5.根据权利要求4所述的绝热压缩空气储能发电系统，其特征在于，所述三相全控整流电路中，三个所述桥臂的中点分别与所述励磁变压装置低压侧的三相绕组连接；

所述三相全控整流电路中，三个所述桥臂上的电压源型全控器件采用IGBT，每个所述IGBT的门极与所述控制装置连接；

所述直流斩波电路中，两个所述桥臂上的电压源型全控器件采用IGBT，每个所述IGBT的门极与所述控制装置连接。

6.根据权利要求5所述的绝热压缩空气储能发电系统，其特征在于，所述控制装置包括第一无功控制模块、第二无功控制模块和有功控制模块；

所述第一无功控制模块用于控制所述直流斩波电路中各个IGBT的通断；所述第二无功控制模块用于控制所述三相全控整流电路中各个IGBT的通断；所述有功控制模块用于控制空气流量和储热介质流量。

7.根据权利要求1-6任一项所述的绝热压缩空气储能发电系统，其特征在于，所述发电模块包括第一空气做功单元和第二空气做功单元，所述第一空气做功单元包括第一换热装置和第一空气透平，所述第二空气做功单元包括第二换热装置和第二空气透平，所述第一换热装置、所述第一空气透平、所述第二换热装置和所述第二空气透平依次连接。

8.根据权利要求1-6任一项所述的绝热压缩空气储能发电系统，其特征在于，所述第二储热装置与所述换热装置连接的管路上设有循环泵。

9.根据权利要求1-6任一项所述的绝热压缩空气储能发电系统，其特征在于，所述储气模块与所述换热模块连接的管路上设有节流阀。

10.一种基于权利要求1-9任一项的绝热压缩空气储能发电系统的发电-调相切换控制方法，其特征在于，包括：

判断绝热压缩空气储能发电系统的运行模式，包括发电模式、调相模式、发电-调相切换模式；

发电模式下，预设发电机有功功率参考值，获取当前发电机输出的有功功率信号，将获取的发电机输出的有功功率与预设的有功功率参考值进行对比，根据对比结果调节节流阀开度和循环泵转速，使发电机按有功参考值输出有功功率；

调相模式下，预设发电机同步转速参考值和第二空气透平的排气温度参考值，获取当前发电机转速信号和第二空气透平的排气温度信号，将获取的发电机转速和第二空气透平的排气温度分别与预设发电机同步转速参考值和第二空气透平的排气温度参考值进行对比，根据对比结果调节节流阀开度和循环泵转速，使发电机按照同步转速参考值转动，使第二空气透平的排气温度大于等于排气温度参考值；同时，控制第一无功控制模块和第二无功控制模块按照各自预设的无功功率参考值发出相应的无功功率；

发电-调相切换模式下，预设发电机有功功率爬坡指令，获取当前发电机输出的有功功率信号，将获取的发电机输出的有功功率信号与预设的发电机有功功率爬坡指令进行对比，根据对比结果连续调节节流阀开度和循环泵转速，使发电机按预设的有功功率爬坡指令输出有功功率。