[发明专利]一种利用绝热压缩空气储能实现电网调频的方法和系统

说明书

本发明公开了一种利用绝热压缩空气储能实现电网调频的方法和系统，属于电网调频领域。方法包括：在绝热压缩空气储能运行于放电状态下时，根据电网频率变化状态，通过控制流入透平的空气压力psubgt;a/subgt;调节发电机的发电机电磁功率Psubgt;g,e/subgt;，使电网频率恢复正常；通过控制热水质量流量msubgt;w/subgt;，使得流出换热器的空气温度Tsubgt;sh/subgt;始终跟踪流出换热器的空气温度参考值Tsubgt;sh,ref/subgt;。本发明通过控制热水质量流量msubgt;w/subgt;，使得流出换热器的空气温度Tsubgt;sh/subgt;始终跟踪流出换热器的空气温度参考值Tsubgt;sh,ref/subgt;，从而使得A‑CAES的运行效率在调频过程中始终较高；本发明仅需通过控制流入透平的空气压力psubgt;a/subgt;来调节发电机的发电机电磁功率Psubgt;g,e/subgt;，从而实现电网调频，技术手段简单。

技术领域

本发明属于电网调频领域，更具体地，涉及一种利用绝热压缩空气储能实现电网调频的方法和系统。

背景技术

随着化石燃料的不断消耗与自然环境的持续恶化，以风电为代表的可再生能源得到了大规模的开发与应用。由于风电不具有自动实现频率响应的特性，因此给电网频率稳定性造成了巨大影响。因此，需要充分利用电网已有调频资源，并不断开发新调频资源以维持电网的频率稳定性。

现有电网一般采用火电机组进行调频，该方法通过火电机组调速器响应电网频率变化，从而实现电网调频。该方式已经在电网运行多年，并取得了令人满意的效果。但是，火电机组一般采用化石能源供能，近年来，随着化石能源的存量不断下架、全球能源危机的形势愈加严重、环境污染问题逐渐受到国际重视，电网中的火电机组比例不断降低，造成电网中的调频容量不断降低。A-CAES具有大容量、无污染、不需要化石能源等优点，可成为未来电网中重要的调频资源。

目前，关于A-CAES参与电网调频的研究尚处于初级阶段。虽然有学者研究A-CAES参与电网调频的方法，但这些方法未关注A-CAES在参与电网调频过程中的效率问题。换句话说，现有方法虽然能够使得A-CAES参与到电网调频，但是调频过程中流出换热器的空气温度T_sh未进行有效控制，而一旦T_sh较低，将直接影响A-CAES在调频过程中的效率。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种利用绝热压缩空气储能实现电网调频的方法和系统，其目的在于提高A-CAES在实现电网调频过程中的效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种利用绝热压缩空气储能实现电网调频的方法，包括：

S1.在绝热压缩空气储能运行于放电状态下时，根据电网频率变化状态，通过控制流入透平的空气压力p_a调节发电机的发电机电磁功率P_g,e，使电网频率恢复正常；

S2.通过控制热水质量流量m_w，使得流出换热器的空气温度T_sh始终跟踪流出换热器的空气温度参考值T_sh,ref。

进一步地，步骤S1具体为，电网频率下降时，通过控制p_a提高发电机的发电机电磁功率P_g,e，减少频率下降幅度；电网频率上升时，通过控制p_a减少发电机的发电机电磁功率P_g,e，减少频率增加幅度。

进一步地，通过控制流入透平的空气压力p_a调节发电机的发电机电磁功率P_g,e，具体包括，