[發(fā)明專利]一種與煤電耦合的高壓空氣儲能系統(tǒng)最優(yōu)冷源的確定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110302899.2
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113032992B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設計）人: 馬汀山;呂凱;王妍;張建元;許朋江;居文平;常東鋒
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司;西安西熱節(jié)能技術有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

1.一種與煤電耦合的高壓空氣儲能系統(tǒng)最優(yōu)冷源的確定方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，單個壓縮機將環(huán)境空氣壓縮至要求的最終壓力，壓縮比ε_c0取壓縮機段數(shù)N₀為1，其中，P_f為進入高壓空氣存儲裝置的最終壓力，P₀為壓縮機進口壓力；

步驟2，對不同冷源的方案進行靜態(tài)投資回報年限對比，取最小值作為最優(yōu)冷源方案，該值作為迭代尋優(yōu)的基準方案，minY₀；

步驟3，計算等壓縮比ε_c1：

其中，N為空氣壓縮機段數(shù)；令N₁＝N₀+1，對不同冷源的方案進行靜態(tài)投資回報年限對比，取最小值作為等壓縮比ε_c1條件下的最優(yōu)冷源方案，minY₁；

若minY₁＜minY₀，則壓縮機段數(shù)N₁的最佳冷源方案作為新的對比基準；

若minY₁≥minY₀，則壓縮機段數(shù)N₀的最佳冷源方案仍作為對比基準；

步驟4，令N₂＝N₁+1，重復步驟3，根據(jù)靜態(tài)回收年限最低值確定比對基準；

步驟5，重復步驟3和步驟4，直至N＝10；

步驟6，進行十種壓縮機段數(shù)方案的靜態(tài)回收年限最低值確定，取最小值作為與煤電耦合的高壓空氣儲能最優(yōu)冷源方案；

所述步驟2中對不同冷源的方案包括以凝結(jié)水泵出口凝結(jié)水為冷源的耦合方案和入爐空氣為冷源、以循環(huán)水為熱載體的耦合方案；

所述靜態(tài)投資回報年限Y_i按照以下方式計算：

式中，C_i表示與煤電耦合的高壓空氣儲能系統(tǒng)的建設投資，M_i表示與煤電耦合的高壓空氣儲能系統(tǒng)的年收益；

所述與煤電耦合的高壓空氣儲能系統(tǒng)的年收益M_i按照下式計算：

M_i＝((N_tot,i-N_net0)×H+N_exp)×E(3)

式中，H為儲能系統(tǒng)壓縮環(huán)節(jié)年利用小時，E為上網(wǎng)電價E，N_exp為高壓空氣儲能系統(tǒng)的年膨脹釋能發(fā)電量；N_net0＝N_g-N_cy，N_g為定鍋爐蒸發(fā)量Q下的發(fā)電機功率，N_cy為廠用電量；N_tot,i為在儲能環(huán)節(jié)的凈上網(wǎng)出力；

所述在儲能環(huán)節(jié)的凈上網(wǎng)出力N_tot,i按照以下公式計算：

N_tot,i＝N_g-N_cy-N_p-N_ch(4)

式中，N_p為循環(huán)水泵耗電，N_ch為空氣壓縮機耗電量；

所述空氣壓縮機耗電量N_ch按照以下公式計算：

式中，m_a為空氣透平入口質(zhì)量流量，單位為kg/s；n為多變系數(shù)；R_g為空氣的氣體常數(shù)；ε為壓縮比；T_i,a為壓縮機入口溫度；η_m和η_g分別為空氣透平機械效率和發(fā)電機效率，單位為％；C_p,o,a和C_p,i,a分別為壓縮機出口和進口空氣定壓比熱容，單位為kJ/kg·K；T_o,a為壓縮機出口溫度。

2.根據(jù)權利要求1所述的與煤電耦合的高壓空氣儲能系統(tǒng)最優(yōu)冷源的確定方法，其特征在于，所述壓縮機出口溫度T_o,a與壓縮機入口溫度T_i,a、壓縮比ε的關系如下：

式中，壓縮比ε為空氣出口壓力P_o,a與進口壓力P_i,a的比值。