[發(fā)明專利]基于飛輪儲(chǔ)能可變速抽水蓄能機(jī)組的動(dòng)能回收系統(tǒng)及方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110239234.1 | 申請日： | 2021-03-04 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN113098039B | 公開（公告）日： | 2022-04-15 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 姜新建;呂靜亮;梁靖卿;龔國仙;孫旭東 | 申請（專利權(quán)）人： | 清華大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | H02J3/30 | 分類號(hào)： | H02J3/30;H02J3/14;H02J3/38;H02J3/24;H02P9/00;H02H7/26 |
| 代理公司： | 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201 | 代理人： | 廖元秋 |
| 地址： | 100084*** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 飛輪 儲(chǔ)能可 變速 抽水 蓄能 機(jī)組 動(dòng)能 回收 系統(tǒng) 方法 | ||
1.一種動(dòng)能回收系統(tǒng)的控制方法，所述動(dòng)能回收系統(tǒng)包括：LCL濾波器、網(wǎng)側(cè)變流器、直流母線電容、可變速抽水蓄能機(jī)側(cè)變流器、可變速抽水蓄能機(jī)組、飛輪儲(chǔ)能機(jī)側(cè)變流器和飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)；所述可變速抽水蓄能機(jī)組包括相連接的雙饋感應(yīng)電機(jī)和水泵水輪機(jī)，所述飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)包括相連接的永磁同步電機(jī)和飛輪；所述雙饋感應(yīng)電機(jī)的定子依次通過定子短接斷路器和并網(wǎng)接觸器連接至電網(wǎng)側(cè)變壓器；所述雙饋感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子依次通過可變速抽水蓄能機(jī)側(cè)變流器、直流母線電容、網(wǎng)側(cè)變流器、LCL濾波器以及電網(wǎng)接觸器連接至電網(wǎng)側(cè)變壓器；所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子通過飛輪儲(chǔ)能機(jī)側(cè)變流器連接至直流母線電容和可變速抽水蓄能機(jī)側(cè)變流器之間；其特征在于，所述控制方法包括以下步驟：
S1、啟動(dòng)所述動(dòng)能回收系統(tǒng)，電網(wǎng)向可變速抽水蓄能機(jī)組供電，使可變速抽水蓄能機(jī)組正常運(yùn)行在抽水或發(fā)電工況下；通過可變速抽水蓄能機(jī)側(cè)變流器使雙饋感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速增加至同步轉(zhuǎn)速；對可變速抽水蓄能機(jī)側(cè)變流器采用定子電壓定向的矢量控制，控制定子開路電壓跟隨電網(wǎng)電壓，實(shí)現(xiàn)可變速抽水蓄能機(jī)組的軟起動(dòng)和軟并網(wǎng)；為直流母線電容預(yù)充電，使該直流母線電容的電壓達(dá)到并網(wǎng)額定電壓；控制飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的飛輪從靜止開始加速至其額定轉(zhuǎn)速后，飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)；
S2、若電網(wǎng)處于甩負(fù)荷工況，則執(zhí)行步驟S3；若電網(wǎng)運(yùn)行正常，可變速抽水蓄能機(jī)組正常運(yùn)行，飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)在工作轉(zhuǎn)速下運(yùn)行；
S3、電網(wǎng)和網(wǎng)側(cè)變流器處于不工作狀態(tài)；當(dāng)可變速抽水蓄能機(jī)組工作于電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，可變速抽水蓄能機(jī)組的水泵水輪機(jī)側(cè)轉(zhuǎn)子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為水的重力勢能，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的飛輪保持在額定轉(zhuǎn)速，執(zhí)行步驟S4；當(dāng)可變速抽水蓄能機(jī)組工作于發(fā)電狀態(tài)下時(shí)，可變速抽水蓄能機(jī)組與電網(wǎng)斷開，對飛輪儲(chǔ)能側(cè)變流器通過矢量控制改變外環(huán)參考，采用飛輪儲(chǔ)能側(cè)變流器并網(wǎng)端電壓與電網(wǎng)額定直流母線電壓構(gòu)建電壓外環(huán)，通過PI控制，使飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)工作于充電狀態(tài)，儲(chǔ)存可變速抽水蓄能機(jī)組的剩余電能，從而使可變速抽水蓄能機(jī)組實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，執(zhí)行步驟S4；
S4、重啟電網(wǎng)，當(dāng)可變速抽水蓄能機(jī)組處于電動(dòng)工況時(shí)，可變速抽水蓄能機(jī)組利用飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)中存儲(chǔ)的電能進(jìn)行雙饋感應(yīng)電機(jī)的軟啟動(dòng)；當(dāng)可變速抽水蓄能機(jī)組工作于發(fā)電狀態(tài)下時(shí)，飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)中存儲(chǔ)的電能饋入電網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，步驟S1中，實(shí)現(xiàn)可變速抽水蓄能機(jī)組的軟起動(dòng)和軟并網(wǎng)時(shí)，可變速抽水蓄能機(jī)側(cè)變流器定子的d軸正方向與定子電壓正方向一致，可變速抽水蓄能機(jī)側(cè)變流器的定子d軸電壓與并網(wǎng)額定電壓相等，可變速抽水蓄能機(jī)側(cè)變流器的定子q軸電壓為零。
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