CN118034394A - 储气库压差控制方法、装置及系统和计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种储气库压差控制方法、装置及系统和计算机可读存储介质。所述储气库压差控制方法例如包括：获取储气库的第一工作模式信息；基于所述储气库的所述第一工作模式信息确定与所述第一工作模式信息对应的第一预设压差和第一闭环控制参数；获取所述储气库的夹层腔体内的第一实测压差；以及响应于所述第一实测压差与所述第一预设压差不一致时，根据所述第一闭环控制参数控制风机和风阀的动作，以使所述夹层腔体内的压差与所述第一预设压差一致。本发明实施例可以有效、稳定地实现储气库的夹层腔体内的气压控制，提升了储能系统控制的调节品质，同时也保证了储能系统的安全运行。

Description

储气库压差控制方法、装置及系统和计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及储能技术领域，尤其涉及一种储气库压差控制方法、一种储气库压差控制装置、一种储气库压差控制系统和一种计算机可读存储介质。

背景技术

随着我国储能系统的迅猛发展以及工业自动控制系统的要求越来越高，新型高效灵活的储能系统的发展也越来越快。当新能源在电网中的比例逐渐扩大时，对调峰电源的需求也逐渐升高，新能源的调峰性能较差，因此储能对新能源的调峰能力给予了弥补。在物理储能技术领域，尤其是二氧化碳气液两相储能系统，双层膜结构的储气库是其重要组成部分，包括内膜和外膜，外膜和内膜形成夹层腔体，二氧化碳气液两相储能系统运行工况复杂，储能、释能过程均是快速打破夹层腔体内空气平衡运行的工况，储气库夹层腔体内空气压力与储气库外大气压力的压差控制是二氧化碳气液两相储能系统安全稳定运行的基础。然而，现有技术中暂未检索到有关储气库夹层腔体内空气的压差控制方法。

发明内容

为了解决上述现有技术中的至少部分不足，本发明实施例提供了储气库压差控制方法、一种储气库压差控制装置、一种储气库压差控制系统和一种计算机可读存储介质，可以有效、稳定地实现储气库的夹层腔体内的压差控制，提升了储能系统控制的调节品质，同时也保证了储能系统的安全运行。

一方面，本发明实施例提供的一种储气库压差控制方法，包括：获取储气库的第一工作模式信息；基于所述储气库的所述第一工作模式信息确定与所述第一工作模式信息对应的第一预设压差和第一闭环控制参数；获取所述储气库的夹层腔体内的第一实测压差；以及响应于所述第一实测压差与所述第一预设压差不一致时，根据所述第一闭环控制参数控制风机和风阀的动作，以使所述夹层腔体内的压差与所述第一预设压差一致。

在本发明的一个实施例中，所述的储气库压差控制方法还包括：响应于工况突变时，产生压差前馈量、并将所述压差前馈量与所述第一预设压差之和赋值给第一预设压差；以及控制所述风机和所述风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差与赋值后的第一预设压差一致。

在本发明的一个实施例中，所述的储气库压差控制方法还包括：响应于工况突变时，获取储气库的第二工作模式信息；基于所述储气库的所述第二工作模式信息确定与所述第二工作模式信息对应的第二预设压差和第二闭环控制参数；响应于所述第一实测压差与所述第二预设压差不一致时，根据所述第二闭环控制参数控制风机和风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差与所述第二预设压差一致。

在本发明的一个实施例中，所述的储气库压差控制方法还包括：获取所述夹层腔体内的实测压差变化量；当所述实测压差变化量超过压差限幅时，确定压差限幅调节参数；以及根据所述压差限幅调节参数控制所述风机和所述风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差的变化在所述压差限幅范围内。

在本发明的一个实施例中，所述的储气库压差控制方法还包括：当所述第一实测压差超出所述夹层腔体的安全压差范围时，产生相应的超驰指令；通过所述超驰指令控制所述风机和所述风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差处于所述安全压差范围内。

另一方面，本发明实施例提供的一种储气库压差控制装置例如包括：第一工作模式获取模块，用于获取储气库的第一工作模式信息；第一压差与参数确定模块，用于基于所述储气库的所述第一工作模式信息确定与所述第一工作模式信息对应的第一预设压差和第一闭环控制参数；第一实测压差获取模块，用于获取所述储气库的夹层腔体内的第一实测压差；第一压差控制模块，用于响应于所述第一实测压差与所述第一预设压差不一致时，根据所述第一闭环控制参数控制风机和风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差与所述第一预设压差一致。

在本发明的一个实施例中，所述储气库压差控制装置例如还包括：压差前馈量确定模块，用于响应于工况突变时，产生压差前馈量、并将所述压差前馈量与所述第一预设压差之和赋值给第一预设压差；以及压差前馈控制模块，用于控制所述风机和所述风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差与赋值后的第一预设压差一致。

在本发明的一个实施例中，所述储气库压差控制装置例如还包括：第二工作模式获取模块，用于响应于工况突变时，获取储气库的第二工作模式信息；工作模式参数整定模块，用于基于所述储气库的所述第二工作模式信息确定与所述第二工作模式信息对应的第二预设压差和第二闭环控制参数；第二压差控制模块，用于响应于所述第一实测压差与所述第二预设压差不一致时，根据所述第二闭环控制参数控制风机和风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差与所述第二预设压差一致。

在本发明的一个实施例中，所述储气库压差控制装置例如还包括：实测压差变化获取模块，用于获取所述夹层腔体内的实测压差变化量；压差限幅参数确定模块，用于当所述实测压差变化量超过压差限幅时，确定压差限幅调节参数；以及压差限幅控制模块，用于根据所述压差限幅调节参数控制所述风机和所述风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差的变化在所述压差限幅的范围内。

在本发明的一个实施例中，所述储气库压差控制装置例如还包括：超驰指令产生模块，用于当所述第一实测压差超出所述夹层腔体的安全压差范围时，产生相应的超驰指令；压差超驰控制模块，用于通过所述超驰指令控制所述风机和所述风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差处于所述安全压差范围内。

再一方面，本发明实施例提供的一种储气库压差控制系统，包括：存储器和连接所述存储器的处理器，所述存储器存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时执行前述的储气库压差控制方法。

又一方面，本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质，其为非易失性存储器且存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行前述的储气库压差控制方法。

又一方面，本发明实施例提供的一种储气库压差控制系统，包括：储气库，包括内膜和外膜，所述外膜罩设在所述内膜上，所述外膜与所述内膜之间形成有夹层腔体，压力感测装置，设置储气库上、且延伸至所述夹层腔体内；以及上位机，电连接所述压力感测装置；风机控制器，电连接所述上位机；风机，电连接所述风机控制器；风阀控制器，电连接所述上位机；风阀，电连接所述风阀控制器；其中，所述上位机用于：获取储气库的第一工作模式信息，基于所述储气库的所述第一工作模式信息确定与所述第一工作模式信息对应的第一预设压差和第一闭环控制参数，获取所述储气库的夹层腔体内的第一实测压差，以及响应于所述第一实测压差与所述第一预设压差不一致时，根据所述第一闭环控制参数并通过所述风机控制器和所述风阀控制器分别控制风机和风阀的动作，以使所述夹层腔体内的压差与所述第一预设压差一致。

上述一个或多个技术方案可以具有如下优点或有益效果：

本发明实施例通过根据储气库的第一工作模式信息确定相应的第一预设压差和第一闭环控制参数，并通过比较夹层腔体内的第一实测压差与第一预设压差从而根据第一闭环控制参数控制风机和风阀的动作，以使得夹层腔体内的压差与第一预设压差一致，也即逐步趋向于稳定在第一预设压差，从而实现对储气库的夹层腔体内的压差进行闭环控制，可以有效、稳定地控制不同工况和模式下夹层腔体内的气体压差，提升了储能系统控制的调节品质，同时也保证了储能系统的安全运行。通过在工况突变时产生压差前馈量并将压差前馈量与现有的第一预设压差进行和运算的结果更新第一预设压差，并控制风机和风阀的动作，使得夹层腔体内的压差快速向更新后的第一预设压差靠近，以减缓工况突变对于夹层腔体内的压差平衡的冲击。通过判断工况突变来获取突变后的工作模式信息及对应的预设压差和闭环控制参数，并根据预设压差与实测压差的差别，基于相应的闭环控制参数控制风机和风阀的动作，以使所述夹层腔体内的压差与工况突变后的预设压差一致，以完成闭环控制参数的整定调节。通过判断夹层腔体的实测压差变化量超出了压差限幅时确定压差限幅调节参数，并根据压差限幅调节参数控制夹层腔体内的压差的过大变化，以避免储能系统的运行工况的进一步恶化，有效提升了储能系统的安全性。在判断夹层腔体的实测压差超出安全压差范围后通过超驰指令来控制风机和/或风阀的动作，以使得夹层腔体的压差快速返回到安全压差范围内，进一步提升了储气库的安全性，也提升了储能系统的气压控制的实时性和有效性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例提供的一种储气库压差控制方法的流程示意图。

图2为图1所示的储气库压差控制方法的另一些步骤的详细流程示意图。

图3为图1所示的储气库压差控制方法的又一部分步骤的详细流程示意图。

图4为图1所示的储气库压差控制方法的又一部分步骤的详细流程示意图。

图5为图1所示的储气库压差控制方法的又一部分步骤的流程示意图。

图6为本发明第一实施例的储气库压差控制方法涉及的储气系统的结构示意图。

图7a为本发明第一实施例的储气库压差控制方法涉及的比例控制参数与自动运行的风机台数的关系示意图；

图7b为本发明第一实施例的储气库压差控制方法涉及的积分控制参数与自动运行的风机台数的关系示意图；

图8为图6所示的储气库的压差控制原理示意图。

图9a为本发明第一实施例涉及的储气库压差控制软件的控制原理示意图。

图9b为本发明第一实施例涉及的储气库压差控制软件的另一控制原理示意图。

图10为本发明第二实施例提供的储气库压差控制装置的结构示意图。

图11为图10所示的储气库压差控制装置的另一部分模块的结构程示意图。

图12为图10所示的储气库压差控制装置的又一部分模块的结构程示意图。

图13为图10所示的储气库压差控制装置的又一部分模块的结构程示意图。

图14为图10所示的储气库压差控制装置的又一部分模块的结构程示意图。

图15为本发明第三实施例提供的储气库压差控制系统的结构示意图。

图16为本发明第四实施例提供的计算机可读存储介质的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

【第一实施例】

如图1所示，本发明第一实施例提供了一种储气库压差控制方法。具体地，本发明实施例提供的储气库压差控制方法例如包括步骤：

S11：获取储气库的第一工作模式信息；

S13：基于所述储气库的所述第一工作模式信息确定与所述第一工作模式信息对应的第一预设压差和第一闭环控制参数；

S15：获取所述储气库的夹层腔体内的第一实测压差；以及

S17：响应于所述第一实测压差与所述第一预设压差不一致时，根据所述第一闭环控制参数控制风机和风阀的动作，以使所述夹层腔体内的压差与所述第一预设压差一致。

本发明实施例通过根据储气库的第一工作模式信息确定相应的第一预设压差和第一闭环控制参数，并通过比较夹层腔体内的第一实测压差与第一预设压差从而根据第一闭环控制参数控制风机和风阀的动作，以使得夹层腔体内的压差与第一预设压差一致，也即逐步趋向于稳定在第一预设压差，从而实现对储气库的夹层腔体内的压差(即储气库的夹层腔体内空气压力与储气库外大气压力的压差，以下皆同)进行闭环控制，可以有效、稳定地控制不同工况和模式下夹层腔体内的气体压差，提升了储能系统控制的调节品质，同时也保证了储能系统的安全运行。此处的闭环控制可例如为比例积分控制(也称PI控制)，所述第一闭环控制参数例如包括第一比例控制参数和第一积分控制参数。所述第一实测压差例如为储气库的夹层腔体内的压力与储气库之外的大气压力的压力差值。第一预设压差例如是储气库正常工作下的夹层腔体内的压差。

进一步地，如图2所示，所述储气库压差控制方法例如包括步骤：

S21：响应于工况突变时，产生压差前馈量、并将所述压差前馈量与所述第一预设压差之和赋值给第一预设压差；以及

S23：控制所述风机和所述风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差与赋值后的第一预设压差一致。

本发明实施例通过在工况突变时产生压差前馈量并将压差前馈量与现有的第一预设压差进行和运算的结果更新第一预设压差，并控制风机和风阀的动作，使得夹层腔体内的压差快速向更新后的第一预设压差靠近，以减缓工况突变对于夹层腔体内的压差平衡的冲击。在不同的工况下，有不同的压差前馈量。举例来说，对于储能工况来说，压差前馈量为储能压差前馈量；对于释能工况来说，压差前馈量为释能压差前馈量。

承上述，如图3所示，所述储气库压差控制方法例如还可以包括：

S31：响应于工况突变时，获取储气库的第二工作模式信息；

S33：基于所述储气库的所述第二工作模式信息确定与所述第二工作模式信息对应的第二预设压差和第二闭环控制参数；

S35：响应于所述第一实测压差与所述第二预设压差不一致时，根据所述第二闭环控制参数控制风机和风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差与所述第二预设压差一致。

本发明实施例通过判断工况突变来获取突变后的工作模式信息及对应的预设压差和闭环控制参数，并根据突变后的预设压差与实测压差的差别，基于相应的闭环控制参数控制风机和风阀的动作，以使所述夹层腔体内的实测压差与工况突变后的第二预设压差一致，以完成第二闭环控制参数的整定调节。值得一提的是，此处的第二工作模式信息为与前文中的第一工作模式信息不同的工作模式信息。举例来说，第一工作模式例如为常规运行工况，第一工作模式信息即为常规运行工况下的工作模式信息；第二工作模式可以为储能工况模式或释能工况模式，第二次工作模式信息即为第二工作模式下的工作模式信息。

此外，如图4所示，本发明实施例的储气库压差控制方法还可以包括：

S41：获取所述夹层腔体内的实测压差变化量；

S43：当所述实测压差变化量超过压差限幅时，确定压差限幅调节参数；以及

S45：根据所述压差限幅调节参数控制所述风机和所述风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差的变化在所述压差限幅范围内。

本发明实施例通过判断夹层腔体的实测压差变化量超出了压差限幅时确定压差限幅调节参数，并根据压差限幅调节参数控制夹层腔体内的压差的过大变化，以避免储能系统的运行工况的进一步恶化，有效提升了储能系统的安全性。此处的压差限幅可例如为用户根据实际情况预先设定的压差变化量最大值。若夹层腔体的实测压差变化量没有超出压差限幅，则按照实测压差变化量控制夹层腔体内的压差的变化。

再者，如图5所示，本发明实施例的储气库压差控制方法还可以包括：

S51：当所述第一实测压差超出所述夹层腔体的安全压差范围时，产生相应的超驰指令；

S53：通过所述超驰指令控制所述风机和所述风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差处于所述安全压差范围内。

本发明实施例在判断夹层腔体的实测压差超出安全压差范围后通过超驰指令来控制风机和风阀的动作，以使得夹层腔体的压差快速返回到安全压差范围内，进一步提升了储气库的安全性，也提升了储能系统的气压控制的实时性和有效性。此外，超驰指令例如包括风机超驰指令和风阀超驰指令。其中，风机超驰指令用于发送给风机以控制风机的动作。风阀超驰指令用于发送给风阀以控制风阀的动作。用户可以根据实际情况需要单独使用或者组合使用两种超驰指令。

为便于理解本发明，下面将结合图6至图9b对本实施例的储气库压差控制方法的各个步骤进行详细描述。

本发明实施例提供的储气库压差控制方法可应用于储能系统，比如二氧化碳储能系统的储气库的压差控制。具体地，如图6所示，储能系统10例如包括储气库100、上位机200、风机控制器300、风机400、风阀控制器500、风阀600和压力感测器700。

具体地，储气库100例如为二氧化碳储气库。储气库100例如为双层膜结构，也即包括内膜110和外膜120。外膜120设置在内膜110之外。其中，内膜110具有内腔体111，内腔体111用于存储气态储能工质，比如二氧化碳气体。内膜110与外膜120之间设有夹层腔体121。夹层腔体121中有空气。空气可以将外膜120撑起来以保持外膜120的外形结构，用于抵抗外部的风雪，使储气库100不易塌陷。

此外，外膜120上开设有充气口和排气口。其中，风机400通过充气口连通至夹层腔体121内部，用于向夹层腔体121内充入空气。同理，风阀600通过排气口连通夹层腔体121，用于排放夹层腔体121内部的空气。外膜120具有用于抵抗外部的风雪。使用风机400向夹层腔体内充入空气、或使用风阀600排出空气，使得储气库100的夹层腔体121内的压力和夹层腔体121外的气压差维持在一定范围内，满足外膜120抵御风雪的能力。此处值得一提的是，风机400的数量典型地为多个，例如10个。多个风机400分别通过对应的充气口连通至夹层腔体121内部。

上位机200例如为工控机、或者PC机等具有数据处理和运算功能的电子设备。上位机200电连接风机控制器300和风阀控制器500。风机控制器300还连接风机400，风机控制器300例如为风机变频控制器，用于接收上位机200的指令来控制风机400的动作，比如控制风机400的开启或关闭，或者风机400转动的速度大小。风阀控制器500还连接风阀600，风阀控制器500例如为风阀变频控制器，用于接收上位机200的指令来控制风阀600的动作，比如控制风阀600的开启或关闭，或者风阀600开启的大小。

压力感测器700例如压力传感器，设置在储气库100的外膜120上，用于感测夹层腔体121内的压力。压力感测器700还电连接上位机200。上位机200通过压力感测器700获取夹层腔体121内的空气的实测压力。上位机200可以周期性通过压力感测器700获取夹层腔体121内的气体的实测压力，之后将夹层腔体121内的空气的实测压力与外膜120之外的大气压力进行差运算得到夹层腔体121内的实测压差。外膜120之外的大气压力可以用另外的压力感测器感测获得。用于通过不同的控制方式来控制和改变夹层腔体121内的其它压力。此处值得一提的是，为了确保测得的夹层腔体121内的空气压力的准确性，整个储气库100的夹层腔体121内的不同位置设置有多个压力感测器700。上位机200通过多个压力感测器700分别获取不同位置的空气的多个实测压力，并对多个实测压力进行运算得到相对准确的实测压力。举例来说，夹层腔体121内的不同位置设置有10个压力感测器700。当所有压力感测器700均正常工作时，上位机200获取到10个实测压力，之后上位机200计算10个实测压力的实测压力平均值，最后将实测压力平均值与外膜120之外的大气压力进行差运算，得到夹层腔体121内的空气的实测压差。当然，上位机也可以根据实际需要对10个实测压力进行其它方式运算处理比如加权运算处理等，以更加精确地感测到夹层腔体121内空气的实测压差，当然也可以整个储气库100的夹层腔体121内的不同位置设置有多个压差感测器，上位机200通过多个压差感测器分别获取夹层腔体121内的不同位置的空气的多个实测压差，并对多个实测压差进行平均运算或者加权运算得到相对准确的实测压差，本发明不以此为限。

本发明实施例提供的储气库压差控制方法主要是用于在储能系统的储能和释能等过程中，储气库100的夹层腔体121内的气压，以自适应储能系统的各种工况需求，且提升夹层腔体121内的气压控制效果。具体地，储气库10例如包括储能工况、释能工况以及常规运行模式。常规运行工况例如是除了储能工况和释能工况之外、储能系统为了保持储气库100的形状结构而运行时的工况。

其中，储气库100处于储能工况时，储气库100的内腔体111内的气体被快速抽走，内膜110塌陷，夹层腔体121体积逐渐增大，夹层腔体121内的压力逐渐下降。因此，为了保持储气库100的形状结构，上位机200通过风机控制器300控制风机400运转，向夹层腔体121中充入气体比如空气，以提高夹层腔体121内的压力。这样可以确保夹层腔体121体积增大过程中夹层腔体121内的压力仍在预设范围内，可保持储气库100形状结构，即外膜120的形状结构。当然，储能工况下，上位机200也可以通过风阀控制器500控制风阀600也处于开启状态，但是风阀600的开度较小或者是为0，小于风机400的开度，也即充入夹层腔体121内的空气多于从风阀600释放出去的空气。

此外，储气库100处于释能工况时，储能系统内的气体大量进入储气库100的内腔体111，使得内膜110可以快速撑起，此时夹层腔体121体积逐渐减小，夹层腔体121的压力快速上升。因此，为了储气库10的外膜120不被破坏，上位机200通过风阀控制器500控制风阀600开启，将夹层腔体121中的气体比如空气释放出去，以降低夹层腔体121内的压力。这样既可以保持外膜120的形状结构，使得外膜120不因为夹层腔体121的压力突然上升而产生破坏。当然，释能工况下，上位机200也可以通过风机控制器300控制风机400也处于开启状态，但是风机400的开度较小或者是为0，小于风阀600的开度，也即从夹层腔体121释放出去的空气多于从风机600充入到夹层腔体121内的空气。

承上述，储气库100处于常规运行工况(也即储能系统的压缩机和透平都不工作时)时，为了保持储气库100的形状结构，上位机200通过风机控制器300控制风机400运转，向夹层腔体121中充入气体比如空气，以使夹层腔体121内的压差达到预设压差，也即与预设压差一致。值得一提的是，夹层腔体121内的空气的压差还受外膜120的漏气量、以及外膜120之外的外界温度影响。比如，上位机200检测到漏气量越大，会通过风机控制器300控制风机400加速运转，增大空气的充入速度，以使夹层腔体121内的空气压差达到预设压差。

以下详细介绍本发明实施例提供的储气库压差控制方法。

首先，上位机200获取储气库100当前的第一工作模式信息。第一工作模式信息例如用于标识储气库100的工况。举例来说，工作模式信息例如用两位二进制数据表示，比如00表示储能工作模式(或称储能工况)，01表示释能工作模式(或称释能工况)，10表示常规运行模式(或称常规运行工况)。工作模式信息的获取，例如可以通过获取储能系统工作状态信息来得到。举例来说，储能系统的压缩机工作时，储气库100的内腔体111内的二氧化碳气体被压缩机抽走，也即储气库100处于储能工况。储能系统的透平工作时，透平排气口的二氧化碳气体进入储气库100的内腔体111，也即储气库100处于释能工况。此时上位机200通过风机控制器300控制风机400运转和/或风阀控制器500控制风阀600运转，以维持夹层腔体121内的压力，以保持储气库10的形状。

接着，上位机200基于所述储气库10的所述第一工作模式信息确定与所述第一工作模式信息对应的第一预设压差。上位机200根据工作模式信息的不同，配置了对应的预设压差。预设压差例如指的是储气库10在对应工作模式下夹层腔体121内的压差。举例来说，假设夹层腔体121的初始实测压差为P0。当储气库10的第一工作模式信息为常规运行模式时，只需要维持储气库10的形状结构即可，第一预设压差可以大于或等于初始压差P0，也可以小于初始压差P0。当储气库10的第一工作模式信息为储能工作模式时，内腔体111内的气体被快速抽走，需要提升夹层腔体121内的压差，以保持储气库10的形状结构，因此该工作模式下，第一预设压差大于夹层腔体121内的初始压差P0。当储气库10的第一工作模式信息为释能工作模式时，气体进入内腔体111内，使得夹层腔体121体积减小，夹层腔体121内的压力随夹层腔体121体积减小而上升。因此，该工作模式下，第一预设压力小于夹层腔体121内的初始实测压差P0。此外，上位机还基于第一工作模式信息确定该模式下的第一闭环控制参数。此处的闭环控制方式例如为比例积分控制方式(也称PI控制)。第一闭环控制参数用于控制夹层腔体121内的压差逐渐向第一预设压差靠近，最终稳定在第一预设压差。比例积分控制方式具体包括比例控制(P)和积分控制(I)，参见如下公式(1)。

u(t)＝K_pe(t)+K_i∫₀ ^te(τ)dτ (1)

其中，Kp表示比例控制参数，为正值常数；Ki表示积分控制参数，为正值常数；e表示输入的偏差，偏差＝预设压差-实测压差；t表示当前时间，u表示控制输出。

比例控制(P)和积分控制(I)例如为现有技术中常见的控制方式。比如，比例控制方式例如为对当前时刻的偏差进行比例放大控制，输出的变化与输入控制器的偏差成比例关系，偏差越大输出越大。比例控制方式的比例系数Kp表征控制调节的激烈程度，Kp越大，调节作用越激进，Kp调小会让调节作用更保守。积分控制方式例如为对过去所有时间的偏差进行积分控制，其最大优点就是控制及时、迅速。只要有偏差产生，则立即产生控制作用。

具体地，第一闭环控制参数例如是根据储能系统中自动运行的风机的数量来确定的。不同的工况下，运行的风机的数量也不相同，因此第一闭环控制参数也不一样，也即不同运行的风机的数量，对应不同第一闭环控制参数。更具体地，如图7a和图7b所示，比例控制参数随着自动运行的风机台数呈比例放大关系。举例来说，自动运行的风机数量为1台时，比例控制参数Kp。当自动运行的风机数量为2台时，比例控制参数2Kp。当自动运行的风机数量为3台时，比例控制参数3Kp；依此类推。积分控制参数随着自动运行的风机台数呈比例缩小关系。比如，自动运行的风机数量为1台时，积分控制参数Ki。自动运行的风机数量为2台时，积分控制参数Ki/2。自动运行的风机数量为3台时，积分控制参数Ki/3；依此类推。

最后，上位机200第一次获取所述储气库10的夹层腔体121内的实测压差，对比所述第一预设压差和所述实测压差，两者不一致时根据第一闭环控制参数控制风机和风阀的动作，以使夹层腔体121内的实测压差向第一预设压差变化。在预设周期之后，上位机200第二次获取所述储气库10的夹层腔体121内的实测压差，并第二次对比所述第一预设压差和所述实测压差，当两者不一致时再次根据第一闭环控制参数控制风机和风阀的动作，以使夹层腔体121内的实测压差向第一预设压差变化。如此循环重复，直到夹层腔体121内的实测压差与第一预设压差一致。如此一来，就实现了对所述夹层腔体121内的压力进行循环闭环控制。具体的控制过程可参见图8。

此外，如图8所示，上位机200响应于工况突变时，产生压差前馈量、并将所述压差前馈量与所述第一预设压差之和赋值给第一预设压差；并控制所述风机和所述风阀的动作，以使所述夹层腔体内的压差与赋值后的第一预设压差一致。比如，储能工况开始前，上位机200产生压差前馈量，并将压差前馈量与第一预设压差进行和运算，并将得到结果赋值给第一预设压差，然后控制风机控制器控制风机动作，使得夹层腔体121内的压差向赋值后的第一预设压差靠近并稳定，以通过一定前馈(储能压差前馈量K3)来减缓工况突变对于气膜压力平衡的冲击。又例如，释能工况开始前，上位机200产生压差前馈量，并将压差前馈量与第一预设压差进行和运算，并将得到结果赋值给第一预设压差，然后控制风阀控制器控制风阀动作，使得夹层腔体121内的压差向赋值后的第一预设压差靠近并稳定，以通过一定前馈(释能压差前馈量K4)来提前预判释能时内膜快速撑起时夹层气体内的空气可以快速排出。

另外，当发生工况突变时，上位机200获取新工况下储气库的第二工作模式信息；然后基于所述储气库的所述第二工作模式信息确定与所述第二工作模式信息对应的第二预设压差和第二闭环控制参数；之后上位机200响应于所述第一实测压差与所述第二预设压差不一致时，根据所述第二闭环控制参数控制风机和风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差与所述第二预设压差一致。举例来说，当由其他模式转换到储能工况时，储能工况开始后，内膜中气体被快速抽走，内膜塌陷，夹层腔体121体积增大，夹层腔体121内的压力快速下降，此时由风机控制夹层腔体121内的压差，保证内膜塌陷后夹层腔体121内的压差仍可保持其形状结构。上位机200自动切换至储能工况时的整定调节参数，也即第二预设压差和第二闭环控制参数，控制相应数量的自动运行的风机工作，以使夹层腔体121内的压差快速达到第二预设压差。又例如，其他工况转变到释能工况时，在释能工况开始后，气体大量进入内膜，内膜体积增大同时内膜快速撑起，夹层腔体内的压差快速上升。上位机200自动切换至释能工况时的整定调节参数，也即第二预设压差和第二闭环控制参数，控制相应数量的自动运行的风机工作，以使夹层腔体121内的压差快速达到预设压差。

此外，如图8所示，上位机200还根据相邻两次实测压差比如第一实测压差和所述第二实测压差确定实测压差变化量，然后判断所述实测压力变化量是否超过了压差限幅。当所述实测压差变化量超过了所述压差限幅时，确定压差限幅调节参数；根据所述压差限幅调节参数限制调节所述夹层腔体121内的压力。整个过程中，上位机200通过实时监测夹层腔体121内的实际压力并确定实测压力变化量，若实测压力变化量较大(也即实测压力变化过大)超出了压差限幅，则上位机200根据压差限幅确定压差限幅调节参数，并通过所述压差限幅调节参数限制比例和积分控制的输出，以免使得工况进一步恶化。

此外，在本发明其它实施例中，储气库压差控制方法还可以包括：当所述实测压力超出安全压力范围时，上位机200产生相应的超驰指令、并通过所述超驰指令控制风机和风阀的动作，以使得所述夹层腔体内的压力处于所述安全压力范围内。安全压力范围例如包括最大安全压力和最小安全压力。举例来说，上位机200判断出夹层腔体121内的实测压差超出安全压力范围比如大于安全压力范围的最大安全压力时，上位机200产生第一超驰指令并发送第一超驰指令至风阀控制器500，以通过风阀控制器500控制风阀600快速开大，以降低夹层腔体121内的压力，确保储能系统的安全运行。又例如，上位机200判断出夹层腔体121内的实测压力小于安全压力范围的最小安全压力时，上位机200产生第二超驰指令并发送第二超驰指令至风机控制器300，以通过风机控制器300控制风机400迅速增大速度，以提高夹层腔体121内的压力，维持储气库10的形状结构。

此外，本发明实施例提供的储气库压差控制方法应用于上位机200，更具体地应用于安装在上位机200上的储气库压差控制软件。储气库压差控制软件例如包括多个软件模块，多个软件模块用于实现本发明实施例提供的储气库压差控制方法。具体地，如图9a所示，本发明实施例涉及的储气库压差控制软件例如包括：压差闭环模块、变工况参数整定调节模块、压差报警限幅模块、提前响应模块和压差保护模块等。其中，变工况参数整定调节模块包括：储能工况参数调节模块和释能工况参数调节模块。提前响应模块包括：储能提前响应模块和释能提前响应模块。压差保护模块包括：压差过低保护模块和压差过高保护模块。

承上述，本发明实施例提供的储气库压差控制方法的工作原理如下：

正常运行时(常规运行工况)，压差闭环控制模块实时获取夹层腔体内的实测压差、并将实测压差与预设压差进行比对(对应步骤S15)；当两者存在偏差时，压差闭环控制模块通过变频调节风机和/或风阀的动作来维持气膜夹层压力保持气膜形状(对应步骤S17)。

储能工况开始后，压差闭环控制模的调节参数经过储能工况参数调节模块自动切换至储能工况时的整定调节参数(对应步骤S31、S33和S35)。在储能工况开始的同时，储能提前响应模块向风机发送一定前馈(也即储能压差前馈量)来减缓工况突变(比如由常规运行工况转变到储能工况)对于气膜压力平衡的冲击(对应步骤S21和S23)。整个过程中，压差报警限幅模块实时监测夹层腔体内的压差的变化(对应步骤S41)，若压差变化过大例如超出了压差限幅，则压差报警限幅模块确定压差限幅调节参数、并根据压差限幅调节参数限制压差闭环控制模块的调节输出，以使得夹层腔体内的压差的变化在压差限幅范围内(对应步骤S43和S45)，以免工况恶化。

如果夹层腔体内的压差过低，比如接近可能威胁到气膜形状稳定(比如低于夹层腔体的安全压差范围)时，压差过低保护模块产生超驰指令比如风机超驰指令并发送至风机，使得风机加速运转来保护储能系统的安全运行(对应步骤S51和S53)。

释能工况开始前，释能提前响应模块发送一定前馈(也即释能压差前馈量)至风阀，控制风阀加速运转，来提前预判释能时内膜快速撑起的同时使夹层腔体内的气体快速排出(对应步骤S21和S23)。

释能工况开始后，压差闭环控制模的调节参数经过释能工况参数调节模块自动切换至释能工况时的整定调节参数(对应步骤S31、S33和S35)。整个过程中，压差报警限幅模块实时监测夹层腔体内的压差变化(对应步骤S41)，若压差变化过大例如超出了压差限幅，则压差报警限幅模块确定压差限幅调节参数、并根据压差限幅调节参数限制压差闭环控制模块的调节输出，以免工况恶化(对应步骤S43和S45)。

如果夹层腔体内的压差过高，比如可能威胁到外膜的安全压差(高于夹层腔体的安全压差范围)时，通过压差过高保护模块产生超驰指令比如风阀超驰指令至风阀，使得风阀快速开大，来保护储能系统的安全运行(对应步骤S51和S53)。

进一步地，本发明实施例的风阀可以选用可快速响应的电动调阀。此时，如图9b所示，本发明实施例提供的储气库压差控制方法还可以增加风阀压差闭环控制(也称为风阀压差PID控制)。储能工况过程中采用风机压差闭环控制(风机压差PID控制)闭环调节夹层腔体内的压差，释能工况过程中采用风阀压差闭环控制(风阀压差PID控制)闭环调节夹层腔体内的压差。此外，提前响应模块与压差保护模块等的功能不变。

【第二实施例】

如图10所示，本发明第二实施例提供了一种储气库压差控制装置400。储气库压差控制装置400例如包括：第一工作模式获取模块410、第一压差与参数确定模块430、第一实测压差获取模块450和第一压差控制模块470。

具体地，第一工作模式获取模块410，用于获取储气库的第一工作模式信息；第一压差与参数确定模块430，用于基于所述储气库的所述第一工作模式信息确定与所述第一工作模式信息对应的第一预设压差和第一闭环控制参数；第一实测压差获取模块450，用于获取所述储气库的夹层腔体内的第一实测压差；第一压差控制模块470，用于响应于所述第一实测压差与所述第一预设压差不一致时，根据所述第一闭环控制参数控制风机和风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差与所述第一预设压差一致。

如图11所示，储气库压差控制装置400还包括：压差前馈量确定模块510和压差前馈控制模块530。

具体地，压差前馈量确定模块510，用于响应于工况突变时，产生压差前馈量、并将所述压差前馈量与所述第一预设压差之和赋值给第一预设压差；压差前馈控制模块530，用于控制所述风机和所述风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差与赋值后的第一预设压差一致。

如图12所示，储气库压差控制装置400还包括：第二工作模式获取模块610、工作模式参数整定模块630和第二压差控制模块650。

第二工作模式获取模块610，用于响应于工况突变时，获取储气库的第二工作模式信息；工作模式参数整定模块630，用于基于所述储气库的所述第二工作模式信息确定与所述第二工作模式信息对应的第二预设压差和第二闭环控制参数；第二压差控制模块650，用于响应于所述第一实测压差与所述第二预设压差不一致时，根据所述第二闭环控制参数控制风机和风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差与所述第二预设压差一致。

如图13所示，储气库压差控制装置400还包括：实测压差变化获取模块710、压差限幅参数确定模块730和压差限幅控制模块750。

实测压差变化获取模块710，用于获取所述夹层腔体内的实测压差变化量；压差限幅参数确定模块730，用于当所述实测压差变化量超过压差限幅时，确定压差限幅调节参数；以及压差限幅控制模块750，用于根据所述压差限幅调节参数控制所述风机和所述风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差与所述压差限幅一致。

再者，如图14所示，储气库压差控制装置400还包括：超驰指令产生模块480和压差超驰控制模块490。具体地，超驰指令产生模块480，用于当所述第一实测压差超出所述夹层腔体的安全压差范围时，产生相应的超驰指令；压差超驰控制模块490，用于通过所述超驰指令控制所述风机和所述风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差处于所述安全压差范围内。

本实施例中的储气库压差控制装置400中的各模块之间的具体工作过程和技术效果参见前述第一实施例的描述，此处不再赘述。

【第三实施例】

如图15所示，本发明第三实施例提供了一种储气库压差控制系统800。储气库压差控制系统800例如包括存储器810和与存储器810连接的处理器830。存储器810可例如为非易失性存储器，其上存储有计算机程序811。处理器830可例如为嵌入式处理器。处理器830运行计算机程序811时执行前述第一实施例中的储气库压差控制方法。

本实施例中的储气库压差控制系统800的具体工作过程和技术效果参见前述第一实施例的描述。

【第四实施例】

如图16所示，本发明第四实施例提供了一种计算机可读存储介质900。计算机可读存储介质900例如为非易失性存储器，其例如为：磁介质(如硬盘、软盘和磁带)，光介质(如CDROM盘和DVD)，磁光介质(如光盘)以及专门构造为用于存储和执行计算机可执行指令的硬件装置(如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存等)。计算机可读存储介质900上存储有计算机可执行指令910。计算机可读存储介质900可由一个或多个处理器或处理装置来执行计算机可执行指令910，以实施前述第一实施例中的储气库压差控制方法。

此外，可以理解的是，前述各个实施例仅为本发明的示例性说明，在技术特征不冲突、结构不矛盾、不违背本发明的发明目的前提下，各个实施例的技术方案可以任意组合、搭配使用。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多路单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多路网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种储气库压差控制方法，其特征在于，包括：

获取储气库的第一工作模式信息；

基于所述储气库的所述第一工作模式信息确定与所述第一工作模式信息对应的第一预设压差和第一闭环控制参数；

获取所述储气库的夹层腔体内的第一实测压差；以及

响应于所述第一实测压差与所述第一预设压差不一致时，根据所述第一闭环控制参数控制风机和风阀的动作，以使所述夹层腔体内的压差与所述第一预设压差一致。

2.如权利要求1所述的储气库压差控制方法，其特征在于，还包括：

响应于工况突变时，产生压差前馈量、并将所述压差前馈量与所述第一预设压差之和赋值给第一预设压差；以及

控制所述风机和所述风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差与赋值后的第一预设压差一致。

3.如权利要求1所述的储气库压差控制方法，其特征在于，还包括：

响应于工况突变时，获取储气库的第二工作模式信息；

基于所述储气库的所述第二工作模式信息确定与所述第二工作模式信息对应的第二预设压差和第二闭环控制参数；

响应于所述第一实测压差与所述第二预设压差不一致时，根据所述第二闭环控制参数控制风机和风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差与所述第二预设压差一致。

4.如权利要求1所述的储气库压差控制方法，其特征在于，还包括：

获取所述夹层腔体内的实测压差变化量；

当所述实测压差变化量超过压差限幅时，确定压差限幅调节参数；以及

根据所述压差限幅调节参数控制所述风机和所述风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差的变化在所述压差限幅范围内。

5.如权利要求1所述的储气库压差控制方法，其特征在于，还包括：

当所述第一实测压差超出所述夹层腔体的安全压差范围时，产生相应的超驰指令；

通过所述超驰指令控制所述风机和所述风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差处于所述安全压差范围内。

6.一种储气库压差控制装置，其特征在于，包括：

第一工作模式获取模块，用于获取储气库的第一工作模式信息；

第一压差与参数确定模块，用于基于所述储气库的所述第一工作模式信息确定与所述第一工作模式信息对应的第一预设压差和第一闭环控制参数；

第一实测压差获取模块，用于获取所述储气库的夹层腔体内的第一实测压差；

第一压差控制模块，用于响应于所述第一实测压差与所述第一预设压差不一致时，根据所述第一闭环控制参数控制风机和风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差与所述第一预设压差一致。

7.如权利要求6所述的储气库压差控制装置，其特征在于，还包括：

压差前馈量确定模块，用于响应于工况突变时，产生压差前馈量、并将所述压差前馈量与所述第一预设压差之和赋值给第一预设压差；以及

压差前馈控制模块，用于控制所述风机和所述风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差与赋值后的第一预设压差一致。

8.如权利要求6所述的储气库压差控制装置，其特征在于，还包括：

第二工作模式获取模块，用于响应于工况突变时，获取储气库的第二工作模式信息；

工作模式参数整定模块，用于基于所述储气库的所述第二工作模式信息确定与所述第二工作模式信息对应的第二预设压差和第二闭环控制参数；

第二压差控制模块，用于响应于所述第一实测压差与所述第二预设压差不一致时，根据所述第二闭环控制参数控制风机和风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差与所述第二预设压差一致。

9.如权利要求6所述的储气库压差控制装置，其特征在于，还包括：

实测压差变化获取模块，用于获取所述夹层腔体内的实测压差变化量；

压差限幅参数确定模块，用于当所述实测压差变化量超过压差限幅时，确定压差限幅调节参数；以及

压差限幅控制模块，用于根据所述压差限幅调节参数控制所述风机和所述风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差的变化在所述压差限幅范围内。

10.如权利要求6所述的储气库压差控制装置，其特征在于，还包括：

超驰指令产生模块，用于当所述第一实测压差超出所述夹层腔体的安全压差范围时，产生相应的超驰指令；

压差超驰控制模块，用于通过所述超驰指令控制所述风机和所述风阀的动作以使所述夹层腔体内的压差处于所述安全压差范围内。

11.一种计算机可读存储介质，为非易失性存储器且存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令用于执行如权利要求1至5任意一项所述的储气库压差控制方法。

12.一种储气库压差控制系统，其特征在于，包括：

储气库，包括内膜和外膜，所述外膜罩设在所述内膜上，所述外膜与所述内膜之间形成有夹层腔体，

压力感测装置，设置储气库上、且延伸至所述夹层腔体内；以及

上位机，电连接所述压力感测装置；

风机控制器，电连接所述上位机；

风机，电连接所述风机控制器；

风阀控制器，电连接所述上位机；

风阀，电连接所述风阀控制器；

其中，所述上位机用于：获取储气库的第一工作模式信息，基于所述储气库的所述第一工作模式信息确定与所述第一工作模式信息对应的第一预设压差和第一闭环控制参数，获取所述储气库的夹层腔体内的第一实测压差，以及响应于所述第一实测压差与所述第一预设压差不一致时，根据所述第一闭环控制参数并通过所述风机控制器和所述风阀控制器分别控制风机和风阀的动作，以使所述夹层腔体内的压差与所述第一预设压差一致。