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压缩空气储能发电装置及压缩空气储能发电方法

申请号 CN201980078127.6 申请日 2019-11-11 公开(公告)号 CN113039351A 公开(公告)日 2021-06-25
申请人 株式会社神户制钢所; 发明人 佐藤隆; 中道亮;
摘要 压缩空气储能发电装置(1)具备:压缩膨胀兼用机(10),具有利用电 力 制造压缩空气的功能及利用压缩空气发电的功能;蓄压部(20),与压缩膨胀兼用机(10) 流体 地连接,储存压缩空气;逆变器(51、52),调整压缩膨胀兼用机(10)的转速;流量调整 阀 (34),调整被从蓄压部(20)向压缩膨胀兼用机(10)供给的压缩空气的量;以及控制装置(50),当接受到使压缩膨胀兼用机(10)的发电量减少的指令值时,通过由逆变器(51、52)使压缩膨胀兼用机(10)的转速减少、并将流量调整阀(34)的开度减小,来使压缩膨胀兼用机(10)的发电量减少。
权利要求

1.一种压缩空气储能发电装置,其特征在于,
具备:
压缩膨胀兼用机,具有利用电制造压缩空气的功能及利用前述压缩空气发电的功
能;
蓄压部,与前述压缩膨胀兼用机流体地连接,储存前述压缩空气;
逆变器,调整前述压缩膨胀兼用机的转速;
流量调整,调整被从前述蓄压部向前述压缩膨胀兼用机供给的前述压缩空气的量;
以及
控制装置,当接受到使前述压缩膨胀兼用机的发电量减少的指令值时,通过由前述逆
变器使前述压缩膨胀兼用机的转速减少、并将前述流量调整阀的开度减小,来使前述压缩
膨胀兼用机的发电量减少。
2.如权利要求1所述的压缩空气储能发电装置,其特征在于,
前述控制装置根据前述压缩膨胀兼用机的当前的转速相对于额定转速的比例,来调整
前述流量调整阀的开度。
3.如权利要求1或2所述的压缩空气储能发电装置,其特征在于,
前述控制装置在前述压缩膨胀兼用机的停止后,将前述流量调整阀的开度设为全开。
4.如权利要求1或2所述的压缩空气储能发电装置,其特征在于,
前述指令值是预测值。
5.如权利要求1或2所述的压缩空气储能发电装置,其特征在于,
前述控制装置当接受到使前述压缩膨胀兼用机的1MW以上的发电量在100秒以内从
100%减少到0%的指令值时,通过由前述逆变器使前述压缩膨胀兼用机的转速减少、并将前
述流量调整阀的开度减小,来使前述压缩膨胀兼用机的发电量减少。
6.如权利要求1或2所述的压缩空气储能发电装置,其特征在于,
当接受到将前述压缩膨胀兼用机从发电切换为充电的指令值时,通过由前述逆变器使
前述压缩膨胀兼用机的转速减少、并将前述流量调整阀的开度减小,来使前述压缩膨胀兼
用机的发电量减少。
7.一种压缩空气储能发电方法,其特征在于,
包括:
准备压缩空气储能发电装置,所述压缩空气储能发电装置具备具有利用电力制造压缩
空气的功能及利用前述压缩空气发电的功能的压缩膨胀兼用机、与前述压缩膨胀兼用机流
体地连接并储存前述压缩空气的蓄压部、调整前述压缩膨胀兼用机的转速的逆变器、以及
调整被从前述蓄压部向前述压缩膨胀兼用机供给的前述压缩空气的量的流量调整阀;
当接受到使前述压缩膨胀兼用机的发电量减少的指令值时,通过由前述逆变器使前述
压缩膨胀兼用机的转速减少、并将前述流量调整阀的开度减小,来使前述压缩膨胀兼用机
的发电量减少。

说明书全文

压缩空气储能发电装置及压缩空气储能发电方法

技术领域

[0001] 本发明涉及压缩空气储能发电装置及压缩空气储能发电方法。

背景技术

[0002] 利用了太阳能可再生能源的发电根据天气而发电量变动。为了使发电量的变动平滑化,有在风力发电站或太阳能发电站等利用可再生能源的发电站中并设能量
藏装置的情况。作为这样的能量储藏装置的一例,已知有压缩空气储能(CAES:Compressed 
Air Energy Storage)发电装置。CAES发电装置是利用电力制造及储藏压缩空气并利用所
储藏的压缩空气用涡轮电机等适时地发电的装置。
[0003] 在专利文献1中,记载有在将压缩空气储藏之前从压缩空气将热回收、当将所储藏的压缩空气向涡轮发电机供给时进行再加热的绝热压缩空气储能(ACAES:Adiabatic 
Compressed Air Energy Storage)发电装置。ACAES发电装置由于将压缩热回收而在发电
时使用,所以与通常的CAES发电装置相比发电效率较高。以后,也将ACAES发电装置和CAES
发电装置不区别而单称作CAES发电装置。
[0004] 现有技术文献专利文献
专利文献1:日本特表2013‑509529号公报

发明内容

[0005] 发明要解决的课题在CAES发电装置中,从设置空间等的观点,有使用能够将由电动机驱动的压缩机
兼用作使发电机驱动的膨胀机的压缩膨胀兼用机的情况。压缩膨胀兼用机具备具有电动机
和发电机的两功能的电动发电兼用机(以下称作电动发电机)。因此,压缩膨胀兼用机具有
压缩功能(CAES发电装置的充电功能)和膨胀功能(CAES发电装置的发电功能),通常通过由
逆变器对压缩膨胀兼用机的转速进行控制,根据状况切换这些功能。
[0006] 例如,当从发电向充电切换时,使发电量减少而成为零,然后进行充电。特别是当使发电量减少时,有发生被称作逆发电的现象的情况。逆发电是在为了使发电机的转速(膨
胀机的转速)例如从额定减少到零而使逆变器的输出频率变化时发生制动转矩、该制动转
矩贡献于发电量的上升而过剩地发电的现象。
[0007] 在根据基于输入电力及需要电力的指令值进行的发电量的调整中,逆变器中的逆发电的控制较难,意外地生成不需要的电力。因而,为了进行适量的发电,要求抑制逆发电
的方法。
[0008] 本发明的课题是在压缩空气储能发电装置及压缩空气储能发电方法中抑制使电动发电机的转速变化时的逆发电。
[0009] 用来解决课题的手段本发明的第1方案提供一种压缩空气储能发电装置,具备:压缩膨胀兼用机,具有
利用电力制造压缩空气的功能及利用前述压缩空气发电的功能;蓄压部,与前述压缩膨胀
兼用机流体地连接,储存前述压缩空气;逆变器,调整前述压缩膨胀兼用机的转速;流量调
,调整被从前述蓄压部向前述压缩膨胀兼用机供给的前述压缩空气的量;以及控制装
置,当接受到使前述压缩膨胀兼用机的发电量减少的指令值时,通过由前述逆变器使前述
压缩膨胀兼用机的转速减少、并将前述流量调整阀的开度减小,来使前述压缩膨胀兼用机
的发电量减少。
[0010] 根据该结构,能够借助逆变器和流量调整阀的两者调整压缩膨胀兼用机的发电量。特别是在使发电量减少时,通过与由逆变器进行的转速的减少控制一起将流量调整阀
的开度减小,来使向压缩膨胀兼用机供给的压缩空气的量减少。压缩膨胀兼用机即使是相
同的转速,只要被供给的压缩空气较少,发电量就减少。因此,在上述结构中,与仅控制逆变
器的情况相比,通过一起控制逆变器和流量调整阀,能够适当地使发电量减少。由此,能够
不将逆变器的转速控制从以往变更而实质上抑制由逆发电带来的发电量的增加。
[0011] 也可以,前述控制装置根据前述压缩膨胀兼用机的当前的转速相对于额定转速的比例,来调整前述流量调整阀的开度。
[0012] 根据该结构,从发电效率的观点能够对于压缩膨胀兼用机效率良好地供给压缩空气。即,通过在额定转速时供给最多的压缩空气、在当前的转速减少的期间中使向压缩膨胀
兼用机供给的压缩空气量减少,能够进行抑制了逆发电的有效率的发电。
[0013] 也可以,前述控制装置在前述压缩膨胀兼用机的停止后,将前述流量调整阀的开度设为全开。
[0014] 根据该结构,能够准备由压缩膨胀兼用机进行的发电。一旦将压缩膨胀兼用机停止,则到再起动为止花费一定的时间。该时间优选的是较短,优选的是能够顺畅地再起动。
所以,通过在使压缩膨胀兼用机停止时预先将流量调整阀的开度设为全开、预先准备压缩
空气的供给,能够实现顺畅的再起动。
[0015] 也可以,前述指令值是预测值。
[0016] 根据该结构,基于预测值进行控制,所以能够进行时间延迟较少的有效率的控制。该预测值是输入电力与需要电力的差的时间变化的预测值,例如也可以基于同时间带的过
去的数据来计算。此外,例如在向压缩膨胀兼用机输入的电力是通过太阳能或风力等可再
生能源发电的电力的情况下,也可以基于气象条件来预测电力量(充电量)。此外,例如在被
要求的发电量是由工厂等的设备要求的电力量的情况下,也可以根据白天或夜间等工厂等
的设备的工作时间带来预测。
[0017] 也可以,前述控制装置当接受到使前述压缩膨胀兼用机的1MW以上的发电量在100秒以内从100%减少到0%的指令值时,通过由前述逆变器使前述压缩膨胀兼用机的转速减
少、并将前述流量调整阀的开度减小,来使前述压缩膨胀兼用机的发电量减少。
[0018] 根据该结构,能够抑制当接受到使较大的发电量急剧地减少的指令值时发生的较大的逆发电。逆发电在使发电量较大地减少时较大地发生。特别是,如果1MW以上的发电量
在100秒以内被从100%急剧地减少到0%,则可能发生可能成为问题的较大的逆发电,所以能
够抑制该情况。
[0019] 也可以,当接受到将前述压缩膨胀兼用机从发电切换为充电的指令值时,通过由前述逆变器使前述压缩膨胀兼用机的转速减少、并将前述流量调整阀的开度减小,来使前
述压缩膨胀兼用机的发电量减少。
[0020] 根据该结构,能够抑制在从发电切换为充电时发生的较大的逆发电。逆发电由于在使发电量较大地减少时较大地发生,所以在从发电向充电切换时可能较大地发生。因而,
能够抑制在从发电向充电切换时可能发生的较大的逆发电。
[0021] 本发明的第2方案提供一种压缩空气储能发电方法,包括:准备压缩空气储能发电装置,所述压缩空气储能发电装置具备具有利用电力制造压缩空气的功能及利用前述压缩
空气发电的功能的压缩膨胀兼用机、与前述压缩膨胀兼用机流体地连接并储存前述压缩空
气的蓄压部、调整前述压缩膨胀兼用机的转速的逆变器、以及调整被从前述蓄压部向前述
压缩膨胀兼用机供给的前述压缩空气的量的流量调整阀;当接受到使前述压缩膨胀兼用机
的发电量减少的指令值时,通过由前述逆变器使前述压缩膨胀兼用机的转速减少、并将前
述流量调整阀的开度减小,来使前述压缩膨胀兼用机的发电量减少。
[0022] 发明效果根据本发明,在压缩空气储能发电装置及压缩空气储能发电方法中,关于压缩膨
胀兼用机的转速的控制,不仅使用逆变器还使用流量调整阀,所以能够抑制逆发电。
附图说明
[0023] 图1是有关本发明的一实施方式的压缩空气储能发电装置的概略结构图。
[0024] 图2是表示指令值和实际的充电量/发电量的图表。

具体实施方式

[0025] 以下,参照附图说明本发明的实施方式。
[0026] 参照图1,压缩空气储能(CAES)发电装置1及风力发电站2与未图示的系统电源电气地连接。由于风力发电站2的发电量根据天气等而变动,所以作为用来将该变动的发电量
平滑化而向系统电源导电或从系统电源受电的能量储藏装置,设有CAES发电装置1。代替
地, CAES发电装置1也可以与风力发电站2直接电气地连接。
[0027] CAES发电装置1具备压缩膨胀兼用机10和蓄压部20。它们借助空气配管5流体地连接。在空气配管5内流动有空气。
[0028] 压缩膨胀兼用机10是两级型的螺旋式。压缩膨胀兼用机10具备低压级主体11和高压级主体12。
[0029] 低压级主体11具备作为低压侧的空气的出入口的第1端口11a和作为高压侧的空气的出入口的第2端口11b。低压级主体11具有未图示的阴阳一对螺旋转子。在螺旋转子机
械地连接着电动发电机13。电动发电机13具有作为电动机的功能及作为发电机的功能,能
够将它们切换而使用。详细地讲,通过将电动发电机13作为电动机使用、使螺旋转子旋转,
能够将空气压缩。此外,通过使压缩空气膨胀而使该螺旋转子旋转、使电动发电机13作为发
电机驱动,能够进行发电。因而,压缩膨胀兼用机10具有消耗来自风力发电站2的电力而将
空气压缩的功能和利用来自蓄压部20的压缩空气进行发电的功能。
[0030] 此外,同样,高压级主体12也具备作为低压侧的空气的出入口的第1端口12a和作为高压侧的空气的出入口的第2端口12b。高压级主体12具有未图示的阴阳一对螺旋转子。
在螺旋转子机械地连接着电动发电机14。电动发电机14与上述的低压级主体11同样具有压
缩功能及发电功能。
[0031] 蓄压部20经由空气配管5与高压级主体12的第2端口12b流体地连接,储存压缩空气。CAES发电装置1将由压缩膨胀兼用机10压缩后的压缩空气向蓄压部20储藏,并且将储藏
于蓄压部20的压缩空气向压缩膨胀兼用机10供给而发电。蓄压部20的形态只要是能够储藏
压缩空气的形态,没有被特别限定,例如可以是制的罐或地下空洞等。
[0032] 在蓄压部20,安装有用来测量内压的压力传感器21。在蓄压部20,从耐久性等的观点,对于储藏的压缩空气量有容许值。因此,通过使用压力传感器21的后述的控制,使得不
超过该容许值。
[0033] 在空气配管5,从低压侧朝向高压侧,设有低压级主体11、后述的第1热交换器41、高压级主体12、后述的第2热交换器42及蓄压部20。特别是,将高压级主体12的第2端口12b
与蓄压部20流体地连接的空气配管5在途中分支,在分支的空气配管5a、5b设有被后述的控
制装置50控制的各种各样的阀31~35。
[0034] 在上述分支的空气配管5a、5b中的一方的空气配管5a,从低压侧朝向高压侧,依次设有止回阀31、放气阀32及截止阀33。止回阀31防止朝向蓄压部20流动的空气的倒流。放气
阀32通过被打开,能够将压缩空气向大气释放。因此,能够防止超过蓄压部20的内压的容许
值而将压缩空气储藏于蓄压部20。截止阀33容许或断开压缩空气向蓄压部20的流动。
[0035] 在上述分支的空气配管5a、5b中的另一方的空气配管5b,从低压侧朝向高压侧,依次设有流量调整阀34及截止阀35。流量调整阀34对从蓄压部20朝向压缩膨胀兼用机10流动
的压缩空气的流量进行调整。截止阀35容许从蓄压部20向压缩膨胀兼用机10的压缩空气的
流动。
[0036] 此外,CAES发电装置1具备第1热交换器41、第2热交换器42、高温蓄热部43、低温蓄热部44和45。它们被用载热体配管6流体地连接(参照虚线)。在载热体配管6内流动有载
热体。载热体的种类没有被特别限定,例如可以是或油等。
[0037] 在第1热交换器41中,在流动于在低压级主体11与高压级主体12之间延伸的空气配管5内的压缩空气与流动于载热体配管6内的载热体之间进行热交换。第1热交换器41例
如也可以是通用的板式。
[0038] 在第2热交换器42中,在流动于在高压级主体12与蓄压部20之间延伸的空气配管5内的压缩空气与流动于载热体配管6内的载热体之间进行热交换。第2热交换器42例如也可
以是通用的板式。
[0039] 高温蓄热部43例如可以是钢制的罐。高温蓄热部43储藏有高温的载热体。储藏于高温蓄热部43的载热体的温度被较高地维持为能够进行第1热交换器41及第2热交换器42
中的后述的热交换之程度。
[0040] 低温蓄热部44例如可以是钢制的罐。低温蓄热部44储藏有低温的载热体。储藏于低温蓄热部44的载热体的温度被较低地维持为能够进行第1热交换器41及第2热交换器42
中的后述的热交换之程度。
[0041] 在本实施方式中,在将高温蓄热部43与低温蓄热部44相连的载热体配管6中,设有夹设有第1热交换器41的路径和夹设有第2热交换器42的路径。即,第1热交换器41和第2热
交换器42不是被串联连接,而是被并联连接。
[0042] 泵45被后述的控制装置50控制,使载热体配管6内的载热体流动。借助泵45,能够将使载热体从高温蓄热部43向低温蓄热部44流动、或使载热体从低温蓄热部44向高温蓄热
部43流动切换。
[0043] 此外,CAES发电装置1具备控制装置50和逆变器51、52。它们被用有线或无线电气地连接(参照单点划线)。
[0044] 逆变器51被控制装置50控制。逆变器51调整低压级主体11的电动发电机13的转速。
[0045] 逆变器52被控制装置50控制。逆变器52调整高压级主体12的电动发电机14的转速。
[0046] 控制装置50由CPU(Central Processing Unit,中央处理器)、RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)及ROM(Read Only Memory,只读存储器)等硬件和安装在它们中
软件构建。
[0047] 控制装置50接收关于来自风力发电站2的电力(输入电力)及被从未图示的工厂等要求的电力(需要电力)的数据。详细地讲,控制装置50接收从输入电力减去需要电力后的
值作为指令值。控制装置50根据指令值来判断电力是剩余或是不足,对CAES发电装置1的动
作进行控制。即,基于控制装置50的该判断,进行压缩膨胀兼用机10的充电/发电的切换、转
速控制。
[0048] 对具有以上的结构的CAES发电装置1的充电动作及发电动作进行说明。
[0049] 在充电动作中,借助来自风力发电站2的电力将电动发电机13作为电动机驱动,从低压级主体11的第1端口11a将空气吸入并压缩。由低压级主体11压缩后的压缩空气借助压
缩热而升温并且被从第2端口11b喷出,被向第1热交换器41供给。
[0050] 在充电动作中,载热体借助泵45的控制而从低温蓄热部44朝向高温蓄热部43流动。因此,高温的压缩空气和低温的载热体被供给至第1热交换器41,在它们之间执行热交
换。因而,在第1热交换器41中,压缩空气被冷却,载热体被加热。在这里被冷却后的压缩空
气被向高压级主体12的第1端口12a供给,被加热后的载热体被向高温蓄热部43供给并储
藏。
[0051] 在高压级主体12中,借助来自风力发电站2的电力将电动发电机14作为电动机驱动,将被从第1端口12a供给的压缩空气进一步压缩。由高压级主体12压缩后的压缩空气借
助压缩热而升温,并且被从第2端口12b喷出,被向第2热交换器42供给。
[0052] 在充电动作中,载热体如前述那样借助泵45的控制而从低温蓄热部44朝向高温蓄热部43流动。因此,高温的压缩空气和低温的载热体被供给至第2热交换器42,在它们之间
执行热交换。因而,在第2热交换器42中,压缩空气被冷却,载热体被加热。在这里被冷却后
的压缩空气被向蓄压部20供给并储藏,被加热后的载热体被向高温蓄热部43供给并储藏。
此时,空气配管5a的截止阀33被打开,空气配管5b的截止阀35被关闭。
[0053] 此外,在充电动作中,如果由压力传感器21测量出的蓄压部20的内压达到容许值,则由控制装置50将放气阀32打开,将压缩空气不向蓄压部20储藏而向大气放出。由此,能够
防止蓄压部20的内压成为容许值以上。
[0054] 在发电动作中,将蓄压部20的压缩空气向第2热交换器42供给。在发电动作中,载热体借助泵45的控制而从高温蓄热部43朝向低温蓄热部44流动。因此,低温的压缩空气和
高温的载热体被供给至第2热交换器42,在它们之间执行热交换。因而,在第2热交换器42
中,压缩空气被加热,载热体被冷却。在这里被加热后的压缩空气被向高压级主体12的第2
端口12b供给并储藏,被冷却后的载热体被向低温蓄热部44供给并储藏。此时,空气配管5b
的截止阀35被打开,空气配管5a的截止阀33被关闭。此外,流量调整阀34如后述那样被控制
装置50调整开度,需要量的压缩空气被向高压级主体12供给。
[0055] 高压级主体12通过使被从第2端口12b供给的压缩空气膨胀而被驱动,使电动发电机14作为发电机驱动而发电。由高压级主体12膨胀后的压缩空气被从第1端口12a排出,被
向第1热交换器41供给。
[0056] 在发电动作中,载热体如前述那样借助泵45的控制而从高温蓄热部43朝向低温蓄热部44流动。因此,低温的压缩空气和高温的载热体被供给至第1热交换器41,在它们之间
执行热交换。因而,在第1热交换器41中,压缩空气被加热,载热体被冷却。在这里被加热后
的压缩空气被向低压级主体11的第2端口11b供给,被冷却后的载热体被向低温蓄热部44供
给并储藏。
[0057] 低压级主体11通过使被从第2端口11b供给的压缩空气膨胀而被驱动,使电动发电机13作为发电机驱动而发电。由低压级主体11膨胀后的压缩空气被从第1端口11a向大气排
出。
[0058] 由高压级主体12及低压级主体11发电的电力被向未图示的工厂等供给目标供给。
[0059] 图2是表示指令值和实际的充电量/发电量的图表。图表的横轴表示时间,纵轴表示充电量/发电量。在图表的纵轴,将正值设为发电量,将负值设为充电量。由虚线表示的曲
线表示指令值,由实线表示的曲线表示实际的充电量/发电量。如果观察图表则可知,相对
于指令值稍稍延迟而进行大致如指令值那样的实际的充电/发电。
[0060] 在图2的图表的时间tc1~tc3的区间中,指令值较大地减少,在时间tc2从发电指令切换为充电指令。与此对应,实际的充电量/发电量也在时间tr1~tr3的区间中较大地减
少,在时间tr2从发电动作切换为充电动作。但是,图2的图表只不过是用于说明的示意性的
一例,有与实际不同的情况。例如,从发电向充电的切换实际上需要待机时间,有运转被暂
时停止的情况。
[0061] 控制装置50如图2的图表的时间tc1~tc3所示,当接受到使压缩膨胀兼用机10的发电量减少的指令值时,通过由逆变器51、52使压缩膨胀兼用机10的转速减少、并将流量调
整阀34的开度减小,来使压缩膨胀兼用机10的发电量减少。即,控制装置50同时进行由逆变
器51、52对于电动发电机13、14的转速的控制和由流量调整阀34对于从蓄压部20朝向压缩
膨胀兼用机10流动的压缩空气的流量的控制。由此,能够借助逆变器51、52和流量调整阀34
调整压缩膨胀兼用机10的发电量。特别是在使发电量减少时,通过与由逆变器51、52进行的
转速的减少控制一起将流量调整阀34的开度减小,来使向压缩膨胀兼用机10供给的压缩空
气的量减少。压缩膨胀兼用机10即使是相同的转速,只要被供给的压缩空气较少,就能够抑
制由制动转矩带来的过剩的发电量,相应的发电量减少。因此,在本实施方式的结构中,与
仅对逆变器51、52进行控制的情况相比,通过一起控制逆变器51、52和流量调整阀34,能够
适当地使发电量减少。由此,能够不将逆变器51、52的转速控制从以往变更而实质上抑制由
逆发电带来的发电量的增加。
[0062] 优选的是,当接受到使压缩膨胀兼用机10的1MW以上的发电量在100秒以内从100%急剧地减少到0%的指令值时执行上述控制。由此,能够抑制当接受到使发电量急剧地减少
的指令值时发生的较大的逆发电。逆发电在使发电量较大地减少时较大地发生。特别是,如
果1MW以上的发电量在100秒以内被从100%急剧地减少到0%,则可能发生可能成为问题的较
大的逆发电,所以能够抑制该情况。
[0063] 优选的是,当如图2的图表的时间tc2所示那样接受到将压缩膨胀兼用机10从发电切换为充电的指令值时执行上述控制。由此,能够抑制在从发电切换为充电时发生的较大
的逆发电。逆发电由于在使发电量较大地减少时较大地发生,所以在从发电向充电切换时
可能较大地发生。因而,能够抑制在从发电向充电切换时可能发生的较大的逆发电。
[0064] 优选的是,控制装置50根据压缩膨胀兼用机10的当前的转速相对于额定转速的比例,来调整流量调整阀34的开度。例如,如果设额定转速为Nc,设当前的转速为Nr,则流量调
整阀34的开度根据无量纲量Nr/Nc来设定,在当前的转速Nr成为额定转速Nc时将流量调整
阀34的开度设为最大。由此,从发电效率的观点能够对于压缩膨胀兼用机10效率良好地供
给压缩空气。即,通过在当前的转速Nr为额定转速Nc时流量调整阀34的开度成为最大、供给
最多的压缩空气、在当前的转速Nr减少的期间中使向压缩膨胀兼用机10供给的压缩空气量
减少,能够进行抑制了逆发电的有效率的发电。
[0065] 优选的是,控制装置50在压缩膨胀兼用机10的停止后,将流量调整阀34的开度设为全开。由此,能够准备由压缩膨胀兼用机10进行的发电。一旦将压缩膨胀兼用机10停止,
则到再起动为止花费一定的时间。该时间优选的是较短,优选的是能够顺畅地再起动。所
以,通过在使压缩膨胀兼用机10停止时预先将流量调整阀34的开度设为全开、预先准备压
缩空气的供给,能够实现顺畅的再起动。
[0066] 优选的是,指令值是预测值。由此,基于预测值进行控制,所以能够进行时间延迟较少的有效率的控制。该预测值例如也可以基于同时间带的过去的数据来计算。此外,例如
在如本实施方式那样被向压缩膨胀兼用机10输入的电力是借助风力等可再生能源发电的
电力的情况下,也可以基于气象条件来预测风力发电的电力量(充电量)。此外,例如在被要
求的发电量是由工厂等的设备要求的电力量的情况下,也可以根据白天或夜间等工厂等的
设备的工作时间带来预测。
[0067] 根据以上,对本发明的具体的实施方式进行了说明,但本发明并不限定于上述形态,能够在本发明的范围内各种各样地变更而实施。例如,压缩膨胀兼用机10并不限于两级
型,也可以是单级型或3级型以上。此外,压缩膨胀兼用机10并不限于螺旋式,可以是涡旋式
等旋转型的结构。此外,向压缩膨胀兼用机10供给的电力并不限于风力发电,可以将利用了
太阳光、太阳热、波浪力、潮力、流水或潮汐等通过自然的力稳定或反复地补充并且不规则
地变动的能量的发电电力的全部作为对象。进一步讲,在可再生能源以外,还可以将如具有
不规则地工作的发电设备的工厂等那样发电量变动的全部设备作为对象。
[0068] 在上述实施方式中,对于低压级主体11和高压级主体12的各自设置逆变器和电动发电机,但低压级主体11和高压级主体12也可以共有逆变器和电动发电机。具体而言,也可
以1台逆变器与1台电动发电机电气地连接,1台电动发电机经由齿轮而与低压级主体11和
高压级主体12的各自机械地连接。
[0069] 附图标记说明1 CAES发电装置(压缩空气储能发电装置)
2 风力发电站
5、5a、5b 空气配管
6 载热体配管
10 压缩膨胀兼用机
11 低压级主体
11a 第1端口
11b 第2端口
12 高压级主体
12a 第1端口
12b 第2端口
13、14 电动发电机
20 蓄压部
21 压力传感器
31 止回阀
32 放气阀
33 截止阀
34 流量调整阀
35 截止阀
41 第1热交换器
42 第2热交换器
43 高温蓄热部
44 低温蓄热部
45 泵
50 控制装置
51、52 逆变器(inverter)。