一种飞轮储能系统及其转动变惯量控制方法、装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115940218A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211730832.XH02J13/00(2006.01)(22)申请日2022.12.30H02P9/42(2006.01)H02P9/14(2006.01)(71)申请人中国科学院工程热物理研究所地址100190北京市海淀区北四环西路11号(72)发明人戴兴建陈海生胡东旭卫炳坤魏路王艺斐徐玉杰(74)专利代理机构北京三聚阳光知识产权代理有限公司11250专利代理师黄倩倩(51)Int.Cl.H02J3/30(2006.01)H02J3/38(2006.01)H02J3/24(2006.01)H02J15/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种飞轮储能系统及其转动变惯量控制方法、装置(57)摘要本发明公开一种飞轮储能系统及其转动变惯量控制方法、装置，其中，方法可以实现当电网频率发生短促波动时，基本不用改变飞轮电机的转速，而是通过改变飞轮电机转子的转动惯量实现动能的变化，然后通过飞轮电机机电耦合的电机电磁转矩变化实现机械能与电能的转化，实现飞轮电机转子动能与电网电能之间的双向有序流动，取消了电机与电网之间的变流器环节，并且充分发挥电机本身优异的过载能力，应对电网电压因负载的投切等因素引起的短促波动，保障电力系统的高品质供电和安全稳定。CN115940218ACN115940218A权利要求书1/2页1.一种飞轮储能系统的转动变惯量控制方法，其特征在于，包括如下步骤：响应于涡轮启动，实时监测飞轮电机转速；若所述飞轮电机转速升速至预设转速时，实时监测电网当前电压和电网当前频率；若所述电网当前电压大于预设阈值时，增加飞轮转动惯量并控制电网向飞轮电机供电直至所述电网当前频率恢复至正常值；若所述电网当前电压小于或等于预设阈值，减少飞轮转动惯量并控制飞轮电机向电网供电直至所述电网当前频率恢复至正常值。2.根据权利要求1所述飞轮储能系统的转动变惯量控制方法，其特征在于，还包括：获取所述飞轮储能系统的当前储能容量；若所述当前储能容量小于或等于预设容量，减少飞轮转动惯量执行飞轮发电模式；若所述当前储能容量大于预设容量，增加飞轮转动惯量执行飞轮充电模式。3.根据权利要求1所述飞轮储能系统的转动变惯量控制方法，还包括：实时监测飞轮转动惯量和飞轮运行状态，并将所述飞轮转动惯量和所述飞轮运行状态发送至远程终端。4.根据权利要求1至3中任一项所述飞轮储能系统的转动变惯量控制方法，其特征在于，通过可变转动惯量飞轮结构增加或减少飞轮转动惯量。5.一种飞轮储能系统的转动变惯量控制装置，其特征在于，包括如下模块：飞轮转速监测模块，用于响应于涡轮启动，实时监测飞轮电机转速；电网监测模块，用于若所述飞轮电机转速升速至预设转速时，实时监测电网当前电压和电网当前频率；转动惯量增加模块，用于若所述电网当前电压大于预设阈值时，增加飞轮转动惯量并控制电网向飞轮电机供电直至所述电网当前频率恢复至正常值；转动惯量减少模块，用于若所述电网当前电压小于或等于预设阈值，减少飞轮转动惯量并控制飞轮电机向电网供电直至所述电网当前频率恢复至正常值。6.根据权利要求5所述飞轮储能系统的转动变惯量控制装置，其特征在于，还包括：储能容量获取模块，用于获取所述飞轮储能系统的当前储能容量；飞轮发电控制模块，用于若所述当前储能容量小于或等于预设容量，减少飞轮转动惯量执行飞轮发电模式；飞轮充电控制模块，用于若所述当前储能容量大于预设容量，增加飞轮转动惯量执行飞轮充电模式。7.根据权利要求6所述飞轮储能系统的转动变惯量控制装置，还包括：发送模块，用于实时监测飞轮转动惯量和飞轮运行状态，并将所述飞轮转动惯量和所述飞轮运行状态发送至远程终端。8.一种飞轮储能系统，用于权利要求1至4中任一项所述的飞轮储能系统的转动变惯量控制方法，其特征在于，包括：压缩空气设备；涡轮，与所述压缩空气设备连接；可变转动惯量飞轮结构，与所述涡轮连接；飞轮电机，与所述可变转动惯量飞轮结构连接；电网，通过可控开关与所述飞轮电机连接；2CN115940218A权利要求书2/2页控制器，与所述涡轮、所述可变转动惯量飞轮结构、所述电网、所述飞轮电机连接。9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1至4中任一项飞轮储能系统的转动变惯量控制方法。10.一种计算机设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1至4中任一项飞轮储能系统的转动变惯量控制方法。3CN115940218A说明