本技术涉及压缩空气储能仿真控制，特别涉及一种压缩空气储能压缩机转速控制方法。
背景技术：
1、在响应我国双碳目标战略的宏观指导下，新能源技术的发展正迎来前所未有的机遇，成为构建绿色、低碳、循环经济体系的关键驱动力量。鉴于风能和太阳能发电的间歇性和不稳定性特点，开发高效的大规模储能解决方案变得格外关键。在此背景下，压缩空气储能技术凭借其较大的存储容量、较长的储能周期和较高的能量转换效率，成为了研究界的焦点。在设计和评估压缩空气储能系统时，对压缩机的转速进行安全有效的控制极为重要。一方面，压缩机的转速直接关系到压比和效率等核心参数，影响压缩机的性能表现；另一方面，压缩机的转速与喘振阻塞现象息息相关，控制好压缩机的转速才能保证安全运行。
2、目前针对压缩机的转速控制，主要有以下方法：一是基于固定的控制策略来调节压缩机转速的开环控制方法，这种方法通常在压缩机的设计参数范围内运行，不依赖于实时反馈，通过设计好的变频驱动器控制电动机的转速，从而调节压缩机的转速，虽然控制方式非常简单高效，适用于大部分稳定工况下的应用场景，但是由于压缩空气储能系统中，压缩机长时间工作在变工况条件，复杂的运行状态使得很难事先用固定的控制策略来面对多变的复杂工况。二是基于传感器检测实时转速并与期望转速进行比较的闭环控制方法，这种方法可以实时监测当前压缩机转速并与设定转速进行比较，动态调节电动机的出力，使得转速保持在设定点上，相较于开环控制方法，提高了控制系统的准确性和响应速度，但是对于压缩空气储能压缩机的变工况运行需求，压缩机的压比和质量流率会随着转速的改变而改变，从而压缩机的功率也会改变，这种线性控制系统对于一个强非线性的变化很难实现高效稳定的控制效果，所以亟需提出一种更准确快速的控制方法来控制压缩机的转速。
技术实现思路
1、本技术提供一种压缩空气储能压缩机转速控制方法，以解决当前压缩机控制方法中准确性低且响应速度慢等问题。
2、本技术第一方面实施例提供一种压缩空气储能压缩机转速控制方法，包括以下步骤：利用预设的电动机模型获取电动机定子三相电流，并利用预设的压缩机模型获取目标压缩机转速和当前压缩机转速；将所述目标压缩机转速、所述当前压缩机转速和所述电动机定子三相电流输入至预设的转速控制模块，得到电动机控制的三相电压，以基于所述三相电压对压缩机的转速进行控制，并在所述压缩机的喘振裕度小于预设阈值时启动防喘阀控制所述压缩机运行，其中，所述压缩机模型、所述电动机模型和所述预设的转速控制模块相互连接。
3、可选地，所述将所述目标压缩机转速、所述当前压缩机转速和所述电动机定子三相电流输入至预设的转速控制模块，得到电动机控制的三相电压，包括：利用所述预设的转速控制模块对所述电动机定子三相电流进行clark变换，得到两相正交坐标系下的电流，并对所述两相正交坐标系下的电流进行park变换，得到旋转坐标系下的d轴电流和q轴电流；计算d轴电流与预设d轴电流值的第一误差值和q轴电流与预设q轴电流值的第二误差值，对所述第一误差值和所述第二误差值分别进行pi控制，得到d轴电压控制量和q轴电压控制量；对所述d轴电压控制量和所述q轴电压控制量进行逆park变换，得到两相正交坐标系下的电压；利用所述两相正交坐标系下的电压进行空间矢量脉宽调制svpwm，得到所述电动机控制的三相电压。
4、可选地，所述在利用所述预设的电动机模型获取所述电动机定子三相电流之前，包括：获取压缩机内部的气体密度、出口气体的速度、出口气体的温度；基于所述压缩机内部的气体密度、所述出口气体的速度、所述出口气体的温度，利用质量守恒公式、动量守恒公式和能量守恒公式建立所述气体密度、所述所述出口气体的速度和所述出口气体的温度之间的约束关系，并利用预设的仿真平台搭建所述预设的压缩机模型。
5、可选地，所述质量守恒公式为：
6、
7、所述动量守恒公式为：
8、
9、所述能量守恒公式为：
10、
11、其中，v为压缩机的体积，qm,in为压缩机的入口质量流率，qm,out为压缩机的出口质量流率，cout为出口气体的速度，ρout为压缩机出口的气体密度，cin为入口气体的速度，pin为入口处压强，pout为出口处压强，ain为压缩机的入口截面积，f为叶轮推进力，aout为压缩机的出口截面积，hout为出口气体的比焓，cp为比热容，rg为气体常数，tout为出口气体的温度，w为电动机做的功，τ为时间变量，h为气体的比焓。
12、可选地，所述在所述压缩机的喘振裕度小于预设阈值时启动防喘阀控制所述压缩机运行，包括：基于预设的防喘阀开度控制公式和预设的防喘阀开度响应公式，确定所述防喘阀的开度，以基于所述防喘阀的开度控制所述压缩机运行，其中，所述预设的防喘阀开度控制公式为：
13、xasv＝kp·(smtarget-sm)+ki·∫(smtarget-sm)dt；
14、其中，kp和ki分别为比例增益和积分增益，smtarget为目标喘振裕度，sm为喘振裕度，
15、所述预设的防喘阀开度响应公式为：
16、
17、其中，τvalve为阀门时间常数，xasv,target为目标开度。
18、本技术第二方面实施例提供一种压缩空气储能压缩机转速控制系统，包括：获取模块，用于利用预设的电动机模型获取电动机定子三相电流，并利用预设的压缩机模型获取目标压缩机转速和当前压缩机转速；控制模块，用于将所述目标压缩机转速、所述当前压缩机转速和所述电动机定子三相电流输入至预设的转速控制模块，得到电动机控制的三相电压，以基于所述三相电压对压缩机的转速进行控制，并在所述压缩机的喘振裕度小于预设阈值时启动防喘阀控制所述压缩机运行，其中，所述压缩机模型、所述电动机模型和所述预设的转速控制模块相互连接。
19、可选地，所述控制模块，还用于：利用所述预设的转速控制模块对所述电动机定子三相电流进行clark变换，得到两相正交坐标系下的电流，并对所述两相正交坐标系下的电流进行park变换，得到旋转坐标系下的d轴电流和q轴电流；计算d轴电流与预设d轴电流值的第一误差值和q轴电流与预设q轴电流值的第二误差值，对所述第一误差值和所述第二误差值分别进行pi控制，得到d轴电压控制量和q轴电压控制量；对所述d轴电压控制量和所述q轴电压控制量进行逆park变换，得到两相正交坐标系下的电压；利用所述两相正交坐标系下的电压进行空间矢量脉宽调制svpwm，得到所述电动机控制的三相电压。
20、可选地，所述在利用所述预设的电动机模型获取所述电动机定子三相电流之前，所述获取模块，还用于：获取压缩机内部的气体密度、出口气体的速度、出口气体的温度；基于所述压缩机内部的气体密度、所述出口气体的速度、所述出口气体的温度，利用质量守恒公式、动量守恒公式和能量守恒公式建立所述气体密度、所述所述出口气体的速度和所述出口气体的温度之间的约束关系，并利用预设的仿真平台搭建所述预设的压缩机模型。
21、可选地，所述质量守恒公式为：
22、
23、所述动量守恒公式为：
24、
25、所述能量守恒公式为：
26、
27、其中，v为压缩机的体积，qm,in为压缩机的入口质量流率，qm,out为压缩机的出口质量流率，cout为出口气体的速度，ρout为压缩机出口的气体密度，cin为入口气体的速度，pin为入口处压强，pout为出口处压强，ain为压缩机的入口截面积，f为叶轮推进力，aout为压缩机的出口截面积，hout为出口气体的比焓，cp为比热容，rg为气体常数，tout为出口气体的温度，w为电动机做的功，τ为时间变量，h为气体的比焓。
28、可选地，所述控制模块，还用于：基于预设的防喘阀开度控制公式和预设的防喘阀开度响应公式，确定所述防喘阀的开度，以基于所述防喘阀的开度控制所述压缩机运行，其中，所述预设的防喘阀开度控制公式为：
29、xasv＝kp·(smtarget-sm)+ki·∫(smtarget-sm)dt；
30、其中，kp和ki分别为比例增益和积分增益，smtarget为目标喘振裕度，sm为喘振裕度，
31、所述预设的防喘阀开度响应公式为：
32、
33、其中，τvalve为阀门时间常数，xasv,target为目标开度。
34、本技术第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的压缩空气储能压缩机转速控制方法。
35、本技术第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现如上述实施例所述的压缩空气储能压缩机转速控制方法。
36、上述实施方式中，利用预设的电动机模型获取电动机定子三相电流，并利用预设的压缩机模型获取目标压缩机转速和当前压缩机转速，将目标压缩机转速、当前压缩机转速和电动机定子三相电流输入至预设的转速控制模块，得到电动机控制的三相电压，以基于三相电压对压缩机的转速进行控制，并在压缩机的喘振裕度小于预设阈值时启动防喘阀控制压缩机运行。由此，解决了当前压缩机控制方法中准确性低且响应速度慢等问题，充分考虑到压缩机的目标转速以及电动机的输出能力，对转速进行快速有效的控制。
37、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。