(25)、电磁三通阀二 (23)之间的空气通路上，另一端与控制模块(I)相连；
[0027]电磁三通阀二(23)三个接口分别设置在电动阀八(22)与换热器二 (26)、电磁三通阀一 (20)之间的空气通路上，另一端与控制模块(I)相连；
[0028]换热器一(25)水路入口与水栗二(28) —端相连，水路出口与蓄水池(35)相连;水栗二 (28)另一端与蓄水储热罐(36)相连；
[0029]换热器二(26)水路入口与水栗一(27) —端相连，水路出口与蓄水储热罐(36)相连;水栗一 (27)另一端与蓄水池(35)相连；
[0030]换热器三(32)布置在换热器一(24)与管壳式储气罐(34)之间的空气通路上，其另一端气路入口与电磁阀二 (30)相连，气路出口与环境相通；
[0031]开关继电器一(18)—端设置在蓄电装置(19)与直线电机(5)之间的连接线路上，另一端与控制模块(I)相连;开关继电器二 (21)—端设置在直线电机(5)与用户电网之间的连接线路上，另一端与控制模块(I)相连;蓄电装置(19) 一端与开关继电器一(18)相连，另一端与用户电网电路相连。
[0032]调压气罐(24)—端与管壳式储气罐(34)相连，另一端分成两路分别与调压气缸一
(9)、调压气缸二(16)相连。
[0033]温度传感器(37)—端与管壳式储气罐(34)相连，另一端与控制模块(I)相连；
[0034]电磁阀二(38) —端布置在管壳式储气罐(34)与水栗一(27)之间的管路上，另一端与控制模块(I)相连；
[0035]电动阀四(11)一端布置在调压气缸一(9)与调压气罐(24)之间的管路上，另一端与控制模块(I)相连；
[0036]电动阀六(15)—端布置在调压气缸二(16)与调压气罐(24)之间的管路上，另一端与控制模块(I)相连；
[0037]电动阀三(10)、电动阀七(17)—端分别布置在调压气缸一(9)、调压气缸二( 16)的排气通路上，另一端均与控制模块(I)相连；
[0038]以下结合附图详细说明微型/离网压缩空气蓄能系统的工作原理:
[0039]图1是微型/离网压缩空气蓄能系统的蓄能模式原理示意图，其控制过程如下:当电负荷处于低谷时，控制模块(I)将开关继电器(21)接通，并将直线电机(5)调整为电动机工作模式。控制模块(I)将电动阀一 (3)、电动阀八(22)、电动阀三(10)、电动阀七(17)、电磁阀一 (30)打开，打开闸阀一(7)，其余阀门均呈关闭状态。空气经进气总管及支管进入自由活塞膨胀/压缩机一(13)，此时自由活塞膨胀/压缩机一(13)处于压缩机工作模式，自由活塞膨胀/压缩机一(13)的活塞在直线电机(5)的驱动下对空气进行压缩。位移传感器(4)检测工作过程中活塞-电机动子组位置，实时将电信号反馈到控制模块(I)。当自由活塞膨胀/压缩机一(13)的活塞到达其实际上止点时，控制模块(I)控制电动阀二 (6)、电动阀五(12)开启，电动阀一(3)、电动阀八(22)关闭，空气进入自由活塞膨胀/压缩机二(14)进行压缩，完成一个工作循环。该工作循环中，在控制模块(I)的作用下，电磁三通阀一(20)仅将电动阀五(12)与电磁三通阀二( 23)之间的管路连通，电磁三通阀二( 2 3)三路均接通，经自由活塞膨胀/压缩机-直线电机压缩后的高压空气经换热器二 (26)进入管壳式储气罐(34)中。
[0040]为保证管壳式储气罐(34)中的压缩空气温度相对恒定，本发明采取以下措施:经水栗一(27)加压后，冷却水从蓄水池(35)中被引出并分为两路，一路通过换热器二(26)对高压空气冷却后流入蓄水储热箱(36)中。另一路冷却水经连接管路进入管壳式储气罐(34)管侧，管壳式储气罐(34)壳侧布置有温度传感器(37)实时监测罐内空气的温度，将信号反馈到控制模块(I)，通过调节电磁阀二(38)的开度控制冷却水的流量，从而保持管壳式储气罐(34)中压缩空气温度相对恒定，减小能耗，提高储气效率。
[0041]图2是微型/离网压缩空气蓄能系统的发电模式原理示意图，其控制过程如下:当用电高峰时期，打开闸阀二(33)，将高压空气从管壳式储气罐(34)中引出，依次通过换热器一 (25)、换热器三(32)。在控制模块(I)的作用下，电磁三通阀一 (20)三路均接通，电磁三通阀二 (23)仅将电动阀八(22)与电磁三通阀一 (20)之间的管路连通。控制模块(I)将电动阀五(12)、电动阀二 (6)、电动阀三(10)、电动阀七(17)接通，并且通过电机控制器将直线电机(5)调整为发电机工作模式。高压空气进入自由活塞膨胀/压缩机一(13)，此时，自由活塞膨胀/压缩机一(13)处于膨胀工作模式，推动其活塞向右运动，位移传感器(4)检测工作过程中活塞-电机动子组位置，实时将电信号反馈到控制模块(I)。当自由活塞膨胀/压缩机一
(13)的活塞到达其实际下止点时，控制模块(I)控制电动阀二(6)、电动阀五(12)关闭，电动阀四(3)、电动阀九(22)开启，高压空气进入自由活塞膨胀/压缩机二(14)推动其活塞向左运动，整个装置完成一个工作循环。在该工作过程中，直线电机(5)动子做往复直线运动切割磁感线圈产生电动势，实现气体压力能到电能的转化，同时，控制模块(I)将开关继电器一(18)接通，开关继电器二 (21)断开，使产生的电能通过蓄电装置(19)存储起来，经转换电路并入用户电网。
[0042]由于在放气发电的过程中，管壳式储气罐(34)中的空气温度、压力不断降低，导致压缩空气的做功能力变差，为提高系统的能量转换效率，本发明采取以下措施:在放气发电的初始阶段，打开球阀(29)，通过水栗二(28)加压将高温水从蓄水储热罐(36)中抽出，经换热器一(25)对高压空气进行加热后通入蓄水池(35)中。随着工作过程的持续，管壳式储气罐(34)中的空气温度压力不断降低，此时，关闭闸阀一(7)，接通电磁阀一(30)，经自由活塞膨胀/压缩机-直线电机做功后的低压带温空气通入换热器三(32)，对高压进气进行预热，进一步提高进气温度，增加压缩空气焓值，提升压缩空气的做功能力。
[0043]该微型/离网压缩空气蓄能系统中，小型调压气罐(24)与管壳式储气罐(34)相连，储存有小部分高压空气，分成两路分别通向调压气缸一(9)、调压气缸二(16)。由于在放气发电过程中，管壳式储气罐(24)中压缩空气压力不断降低，自由活塞膨胀/压缩机-直线电机可能会出现做功不充分的情况。为此，本发明采取以下措施:当位移传感器(4)检测到自由活塞膨胀/压缩机活塞在膨胀过程中未到达其理论下止点时，控制模块(I)将电动阀三(I I )、电动阀八(15)同时打开，高压空气分别充入调压气缸一 (9 )、调压气缸二( 16 )，缸内压力迅速增大，增加了活塞-电机动子组往复运动的阻力，从而达到调节膨胀比的目的。安装在调压气缸一 (9)、调压气缸二(16)两侧的压力传感器一 (2)、压力传感器二 (8)将信号反馈给控制模块(I)，通过及时调节调压气缸进出口电动阀四(U)、电动阀六(15)、电动阀三
(10)、电动阀七(17)的开度大小，控制充入调压气缸的压缩空气量，可以有效的调节膨胀比，避免随着管壳式储气罐(34)中压缩空气压力的降低而影响发电过程中自由活塞膨胀/压缩机-直线电机的能量转换效率。
[0044]本实施例中，自由活塞膨胀/压缩机-直线电机只有一级。需指出的是，该装置在系统中的布置不仅限于一级，可根据膨胀/压缩比及入口温度灵活选择，例如可采用两套或者三套装置并联。同时，装置中直线电机也不仅局限于一台，可根据实际情况采用多台并联的布置方式。
【主权项】
1.一种基于自由活塞膨胀/压缩机-直线电机的微型/离网压缩空气蓄能系统，其特征在于:该系统包括控制模块(1)、压力传感器一 (2)、电动阀一 (3)、位移传感器(4)、直线电机(5)、电动阀二(6)、压力传感器二(8)、电动阀三(10)、电动阀四(11)、电动阀五(12)、电动阀六(15)、电动阀七(17)、开关继电器一(18)、蓄电装置(19)、电磁三通阀一 (20)、开关继电器二(21)、电动阀八(22)、电磁三通阀二(23)、电磁阀一(30)、电磁阀二(38)以及相应的连接线路； 该系统还包括自由活塞膨胀/压缩机一(13)、自由活塞膨胀/压缩机二(14)、调压气罐(24)、换热器一(25)、换热器二 (26)、换热器三(32)、管壳式储气罐(34)、水栗一 (27)、水栗二 (28)、蓄水储热罐(36)、蓄水池(35)以及相应的连接管路； 自由活塞膨胀/压缩机一(13)、自由活塞膨胀/压缩机二(