用于压缩空气储能系统的电机分时合用的方法及系统与流程

本发明涉及储能领域，具体地涉及一种用于压缩空气储能系统的电机分时合用的方法、一种用于压缩空气储能系统的电机分时合用的系统、一种机器可读存储介质及一种电子设备。

背景技术：

1、近年来，新能源行业规模快速增长，是装机增量的主体能源，2023年年底装机容量达到52.6%。短时间内高比例、大规模风、光能源接入对电力系统安全稳定运行带来了挑战，电网对调峰调频的时长和反应速率有了更高的需求。

2、电能是一种即发即用的能量，储能技术可以弥补这一缺陷，通过电力高峰时放能、负荷低谷时储能来维持发电侧和用电侧的平衡，保障未来清洁能源大规模并网状态下电网安全经济运行。储能应用场景覆盖了电力系统各环节，包含了发电侧、电网侧和用电侧。其中发电侧储能主要用于电力调峰、辅助动态运行、系统调频和可再生能源并网，电网侧储能主要用于调峰、调频、缓解电网阻塞、延缓输配电扩容升级，用户侧储能主要依托分布式新能源实现电力自发自用、降低用户用电成本、提高供电可靠性等。

3、压缩空气储能被认为是最具发展潜力的大规模储能技术之一，具有容量大、储能周期长、投资小、环保等优点。用电低谷期，电能带动压缩机将电能转化为空气压力能，高压空气暂时被储存起来；用电高峰期，空气压力能转化为机械能或者电能，高压空气推动透平膨胀机工作。随着技术快速进步，压缩空气储能电站效率提升到75%，略低于抽水蓄能电站；度电成本约为0.436元/（kw･h），远低于磷酸铁锂储能。但目前压缩空气储能系统存在设备数量多、占地面积大、管道工程量大等储能成本问题，尤其随着储能规模需求增加、压缩和膨胀级数增加，储能成本问题逐渐严重。

技术实现思路

1、本发明实施方式的目的是提供一种用于压缩空气储能系统的电机分时合用的方法及系统，以至少解决上述的压缩空气储能系统存在设备数量多、占地面积大、管道工程量大的问题。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种用于压缩空气储能系统的电机分时合用的方法，压缩空气储能系统包括空气压缩储能子系统和压缩空气膨胀发电子系统，空气压缩储能子系统用于压缩空气储能，压缩空气膨胀发电子系统用于利用压缩空气进行发电，空气压缩储能子系统和压缩空气膨胀发电子系统合用一个电机组；

3、该方法包括：

4、基于电网调峰指令，匹配并执行对应的调峰方案，包括：

5、当电网调峰指令为储能指令时，调峰方案为控制电机组和空气压缩储能子系统执行压缩空气储能的方案；

6、当电网调峰指令为发电指令时，调峰方案为控制电机组和压缩空气膨胀发电子系统执行利用压缩空气进行发电的方案。

7、可选的，上述电机组包括一级充放一体式电机和二级充放一体式电机，一级充放一体式电机分别与空气压缩储能子系统和压缩空气膨胀发电子系统连接，二级充放一体式电机分别与空气压缩储能子系统和压缩空气膨胀发电子系统连接，一级充放一体式电机和二级充放一体式电机同时连接至电能场站，电能场站用于向一级充放一体式电机和二级充放一体式电机供电。

8、可选的，上述空气压缩储能子系统包括第一磁吸式离合器、第二磁吸式离合器以及依次连接的一级空气压缩机、二级空气压缩机和储气装置，一级空气压缩机的进气端与第一磁吸式离合器连接，第一磁吸式离合器与一级充放一体式电机连接，二级空气压缩机的进气端与第二磁吸式离合器连接，第二磁吸式离合器与二级充放一体式电机连接；

9、上述控制电机组和空气压缩储能子系统执行压缩空气储能的方案的内容包括：

10、控制第一磁吸式离合器和第二磁吸式离合器闭合，控制一级充放一体式电机的转子和二级充放一体式电机的转子进行转动，以驱动空气依次经过一级空气压缩机和二级空气压缩机进行空气压缩，控制储气装置对压缩后的空气进行存储。

11、可选的，上述基于电网调峰指令，匹配并执行对应的调峰方案，还包括：

12、当电网调峰指令为发电指令时，调峰方案还包括空气压缩储能子系统控制方案；其中，

13、空气压缩储能子系统控制方案的内容包括：

14、控制一级空气压缩机进入待机状态；

15、基于电网负荷波动数据和储气装置的压力状态数据，匹配并执行二级充放一体式电机运转方案和二级空气压缩机运转方案，以分别控制二级充放一体式电机和二级空气压缩机进行运转。

16、可选的，上述基于电网负荷波动数据和储气装置的压力状态数据，匹配并执行二级充放一体式电机运转方案和二级空气压缩机运转方案，包括：

17、在确定待削峰电量数值达到第一预设待削峰电量阈值且储气装置的压力状态为满负荷状态的情况下，二级充放一体式电机运转方案为控制二级充放一体式电机进入待机状态的方案，二级空气压缩机运转方案为控制二级空气压缩机进入待机状态的方案；

18、在确定待削峰电量数值小于第二预设待削峰电量阈值且储气装置的压力状态不是满负荷状态的情况下，二级充放一体式电机运转方案为控制二级充放一体式电机的转子进行转动的方案，二级空气压缩机运转方案为控制二级空气压缩机按照预设低负荷进行运转的方案；

19、其中，待削峰电量数值基于电网负荷波动数据确定。

20、可选的，上述压缩空气膨胀发电子系统包括第三磁吸式离合器、第四磁吸式离合器以及依次连接的一级透平膨胀机和二级透平膨胀机，一级透平膨胀机与第四磁吸式离合器连接，第四磁吸式离合器与二级充放一体式电机连接，二级透平膨胀机与第三磁吸式离合器连接，第三磁吸式离合器与一级充放一体式电机连接；

21、上述控制电机组和压缩空气膨胀发电子系统执行利用压缩空气进行发电的方案的内容包括：

22、控制第三磁吸式离合器和第四磁吸式离合器闭合，控制储气装置中的压缩空气依次进入一级透平膨胀机和二级透平膨胀机进行膨胀做功，以驱动一级充放一体式电机和二级充放一体式电机发电。

23、可选的，上述压缩空气储能系统还包括热收集利用子系统，热收集利用子系统包括一级压缩机换热器、二级压缩机换热器、一级膨胀机换热器、二级膨胀机换热器、蓄热罐和蓄冷罐，一级压缩机换热器的出气端与二级压缩机换热器的出气端分别与蓄热罐的进气端连接，一级膨胀机换热器的进气端和二级膨胀机换热器的进气端分别与蓄热罐的出气端连接，一级压缩机换热器的进气端与二级压缩机换热器的进气端分别与蓄冷罐的出气端连接，一级膨胀机换热器的出气端和二级膨胀机换热器的出气端分别与蓄冷罐的进气端连接。

24、本发明第二方面提供一种用于压缩空气储能系统的电机分时合用的系统，压缩空气储能系统包括空气压缩储能子系统和压缩空气膨胀发电子系统，空气压缩储能子系统用于压缩空气储能，压缩空气膨胀发电子系统用于利用压缩空气进行发电，空气压缩储能子系统和压缩空气膨胀发电子系统合用一个电机组；

25、用于压缩空气储能系统的电机分时合用的系统包括：

26、调峰方案执行模块，用于基于电网调峰指令，匹配并执行对应的调峰方案，包括：

27、当电网调峰指令为储能指令时，调峰方案为控制电机组和空气压缩储能子系统执行压缩空气储能的方案；

28、当电网调峰指令为发电指令时，调峰方案为控制电机组和压缩空气膨胀发电子系统执行利用压缩空气进行发电的方案。

29、在本发明第三方面提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令在被处理器执行时使得上述处理器被配置成执行上述的用于压缩空气储能系统的电机分时合用的方法。

30、在本发明第四方面提供一种电子设备，电子设备包括存储器、处理器以及存储在上述存储器中并可在上述处理器上运行的计算机程序，上述处理器执行上述计算机程序时实现上述的用于压缩空气储能系统的电机分时合用的方法。

31、通过上述技术方案，提供一种用于压缩空气储能系统的电机分时合用的方法及系统将空气压缩储能子系统和压缩空气膨胀发电子系统合用一个电机组，当接收到的电网调峰指令为储能指令时，控制电机组带动空气压缩储能子系统进行压缩空气储能，当接收到的电网调峰指令为发电指令时，压缩空气经由压缩空气膨胀发电子系统进行膨胀做功，以带动电机组发电。该用于压缩空气储能系统的电机分时合用的方法及系统基于压缩空气储能技术，将现有技术中空气压缩储能子系统的电机和现有技术中压缩空气膨胀发电子系统的发电机合用为一个电机组，从而在储能工作状态（即电网调峰指令为储能指令）时，驱动电机组带动空气压缩储能子系统执行压缩空气储能；在释能状态（即电网调峰指令为发电指令）时，电机组切换成发电机模式，压缩空气经过压缩空气膨胀发电子系统做功，从而带动电机组发电。该用于压缩空气储能系统的电机分时合用的方法及系统可以在同等储能规模的前提下减少系统电机数量，缩减设备空间，提升压缩空气储能系统整体经济性。从而实现了智能控制电机组工作状态的切换，实现高效利用电机设备，显著降低储能成本的效果。

32、本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。