基于直线电机的虚拟抽水蓄能系统运行控制策略研究
发布时间：2021-01-09 20:26
储能技术是智能电网的关键技术,对新能源大规模并网消纳、实现“两个替代”、完成能源结构转型具有重要意义。压缩空气储能技术是目前在系统规模上可达到与抽水蓄能电站相同水平的储能技术,具有系统容量大、建设运行成本低、寿命长、储能周期与选址不受限制的特点,具有广泛的适用性与应用前景。根据热力学原理分析,等温压缩空气储能技术在理论上具有更高的效率,因此本文提出了基于等温压缩空气储能原理的虚拟抽水蓄能系统,研究其基于直线电机的系统运行控制策略,通过仿真验证控制策略的可行性。本文研究了虚拟抽水蓄能系统的设计、关键设备及工作特征,根据不同环节对液体的不同需求,设置三类液体源作为工作介质;基于虚拟抽水蓄能系统的特点,提出了适用于虚拟抽水蓄能系统稳定运行的恒功率运行控制策略和适用于电力系统对储能电站功率可调控需求的功率调整运行控制策略,以恒功率运行控制策略为研究重点,构建了虚拟抽水蓄能系统基本模型及分级运行模型,分析了两种系统模型的运行策略及数学模型,得到以速度和机械推力作为控制指令的直线电机的控制策略;采用基于SVPWM的磁场定向矢量控制方法,借助MATLAB/SIMULINK平台,搭建了永磁同步直线电机...
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１压缩空气储能分类??现有压缩空气储能可分为有相变和无相变两类
－?内源Ｍ热一先进绝热ＣＡＥＳ??图１－１压缩空气储能分类??现有压缩空气储能可分为有相变和无相变两类。有相变压缩空气储能主要是液??化压缩空气储能技术，储能时，电能将空气压缩、降温并液化，同时存储储能时释??放的热能，用于发电时对气体进行补热；发电时，对液化空气进行加压、补热，通??过液化气体气化、膨胀推动汽轮机发电，同时存储这一过程中的冷能，用于储能时??冷却空气１２２１。??无相变压缩空气储能技术按照热力学原理不同，分为等温压缩空气储能??（Ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ?Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ?Ａｉｒ?Ｅｎｅｒｇｙ?Ｓｔｏｒａｇｅ，?ＩＣＡＥＳ）和绝热压缩空’（储能（Ａｄｉａｂａｔｉｃ??Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ?Ａｉｒ?Ｅｎｅｒｇｙ?Ｓｔｏｒａｇｅ，?ＡＣＡＥＳ）。??３??
２．２系统结构??虚拟抽水蓄能系统包括恒压储气子系统、等温压缩空气子系统、液压势能转??换子系统、抽蓄子系统、三组液体源以及管道、阀门、控制设备等。图２－１、图??２－２为系统结构Ｍｌ。??电网??Ｔ?Ｔ??恒压储气子系统ｊ?ｆ等温压￥气子｜＂＂［液压１?转换子抽蓄二、统、??Ｖ?－／?Ｖ?－／?Ｖ－?■／?Ｖ．?＞??Ｉ?Ｉ??第三液体源?第二液体源?第一液体源??气路连接??水路连接??图２－１虚拟抽水蓄能系统原理框图??恒压储气子系统包括高压气罐、双作用液压缸，负责恒压存储高压气体；等??温压缩空气子系统包括内控温液体活塞装置，是气体等温压缩与膨胀的场所；液??压势能转换子系统包括多ｍ双作用液压活塞构成的自适应液压势能转换装置、直??线电机，实现气体压强产十的势能与抽蓄发电单元势能的相互转换；抽蓄子系统??包括水轮机、水栗，负Ａ液识势能与电能的相互转换。??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]用于压缩空气储能的微米级水雾冷却等温压缩实验研究[J]. 许未晴,贾冠伟,年炫炜,蔡茂林. 液压与气动. 2017(12)
[2]永磁直线同步电机电流环矢量控制PI参数研究[J]. 包丽萍,钱俊兵. 机械与电子. 2017(10)
[3]基于盐穴储气的先进绝热压缩空气储能技术及应用前景[J]. 梅生伟,公茂琼,秦国良,田芳,薛小代,李瑞. 电网技术. 2017(10)
[4]新能源消纳关键因素分析及解决措施研究[J]. 舒印彪,张智刚,郭剑波,张正陵. 中国电机工程学报. 2017(01)
[5]压缩空气储能技术研究进展[J]. 傅昊,张毓颖,崔岩,张璐路,姜彤. 科技导报. 2016(23)
[6]采用熔融盐蓄热的非补燃压缩空气储能发电系统性能[J]. 薛小代,陈晓弢,梅生伟,陈来军,林其友. 电工技术学报. 2016(14)
[7]液化空气储能技术的优势分析及发展现状[J]. 曹广亮,陈曦. 真空与低温. 2016(01)
[8]面向能源互联网的非补燃压缩空气储能及应用前景初探[J]. 薛小代,梅生伟,林其友,陈来军,陈颖. 电网技术. 2016(01)
[9]面向全球能源互联网的大容量储能技术[J]. 荆平,徐桂芝,赵波,杨岑玉,王乐,金翼,肖宇. 智能电网. 2015(06)
[10]Design and engineering implementation of non-supplementary fired compressed air energy storage system: TICC-500[J]. MEI Sheng Wei,WANG Jun Jie,TIAN Fang,CHEN Lai Jun,XUE Xiao Dai,LU Qiang,ZHOU Yuan,ZHOU Xiao Xin. Science China（Technological Sciences）. 2015(04)
博士论文
[1]现代直线电机关键控制技术及其应用研究[D]. 王利.浙江大学 2012
[2]永磁同步直线电机伺服系统的控制策略和实验研究[D]. 张代林.华中科技大学 2007
硕士论文
[1]等温压缩空气储能技术的装置设计优化及其运行评估[D]. 郑祥常.华北电力大学(北京) 2016
[2]永磁同步直线电机稳定性分析与研究[D]. 吕帅朋.青海大学 2016
[3]永磁同步直线电机直接推力控制技术研究[D]. 刘仕奇.电子科技大学 2015
[4]液气循环压缩空气储能系统建模与特性研究[D]. 訾星星.北京交通大学 2015
[5]基于PID的直线电机控制方法及实验研究[D]. 仇静.合肥工业大学 2014
本文编号：2967340
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１压缩空气储能分类??现有压缩空气储能可分为有相变和无相变两类
－?内源Ｍ热一先进绝热ＣＡＥＳ??图１－１压缩空气储能分类??现有压缩空气储能可分为有相变和无相变两类。有相变压缩空气储能主要是液??化压缩空气储能技术，储能时，电能将空气压缩、降温并液化，同时存储储能时释??放的热能，用于发电时对气体进行补热；发电时，对液化空气进行加压、补热，通??过液化气体气化、膨胀推动汽轮机发电，同时存储这一过程中的冷能，用于储能时??冷却空气１２２１。??无相变压缩空气储能技术按照热力学原理不同，分为等温压缩空气储能??（Ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ?Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ?Ａｉｒ?Ｅｎｅｒｇｙ?Ｓｔｏｒａｇｅ，?ＩＣＡＥＳ）和绝热压缩空’（储能（Ａｄｉａｂａｔｉｃ??Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ?Ａｉｒ?Ｅｎｅｒｇｙ?Ｓｔｏｒａｇｅ，?ＡＣＡＥＳ）。??３??
２．２系统结构??虚拟抽水蓄能系统包括恒压储气子系统、等温压缩空气子系统、液压势能转??换子系统、抽蓄子系统、三组液体源以及管道、阀门、控制设备等。图２－１、图??２－２为系统结构Ｍｌ。??电网??Ｔ?Ｔ??恒压储气子系统ｊ?ｆ等温压￥气子｜＂＂［液压１?转换子抽蓄二、统、??Ｖ?－／?Ｖ?－／?Ｖ－?■／?Ｖ．?＞??Ｉ?Ｉ??第三液体源?第二液体源?第一液体源??气路连接??水路连接??图２－１虚拟抽水蓄能系统原理框图??恒压储气子系统包括高压气罐、双作用液压缸，负责恒压存储高压气体；等??温压缩空气子系统包括内控温液体活塞装置，是气体等温压缩与膨胀的场所；液??压势能转换子系统包括多ｍ双作用液压活塞构成的自适应液压势能转换装置、直??线电机，实现气体压强产十的势能与抽蓄发电单元势能的相互转换；抽蓄子系统??包括水轮机、水栗，负Ａ液识势能与电能的相互转换。??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]用于压缩空气储能的微米级水雾冷却等温压缩实验研究[J]. 许未晴,贾冠伟,年炫炜,蔡茂林. 液压与气动. 2017(12)
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[6]采用熔融盐蓄热的非补燃压缩空气储能发电系统性能[J]. 薛小代,陈晓弢,梅生伟,陈来军,林其友. 电工技术学报. 2016(14)
[7]液化空气储能技术的优势分析及发展现状[J]. 曹广亮,陈曦. 真空与低温. 2016(01)
[8]面向能源互联网的非补燃压缩空气储能及应用前景初探[J]. 薛小代,梅生伟,林其友,陈来军,陈颖. 电网技术. 2016(01)
[9]面向全球能源互联网的大容量储能技术[J]. 荆平,徐桂芝,赵波,杨岑玉,王乐,金翼,肖宇. 智能电网. 2015(06)
[10]Design and engineering implementation of non-supplementary fired compressed air energy storage system: TICC-500[J]. MEI Sheng Wei,WANG Jun Jie,TIAN Fang,CHEN Lai Jun,XUE Xiao Dai,LU Qiang,ZHOU Yuan,ZHOU Xiao Xin. Science China（Technological Sciences）. 2015(04)
博士论文
[1]现代直线电机关键控制技术及其应用研究[D]. 王利.浙江大学 2012
[2]永磁同步直线电机伺服系统的控制策略和实验研究[D]. 张代林.华中科技大学 2007
硕士论文
[1]等温压缩空气储能技术的装置设计优化及其运行评估[D]. 郑祥常.华北电力大学(北京) 2016
[2]永磁同步直线电机稳定性分析与研究[D]. 吕帅朋.青海大学 2016
[3]永磁同步直线电机直接推力控制技术研究[D]. 刘仕奇.电子科技大学 2015
[4]液气循环压缩空气储能系统建模与特性研究[D]. 訾星星.北京交通大学 2015
[5]基于PID的直线电机控制方法及实验研究[D]. 仇静.合肥工业大学 2014
本文编号：2967340
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