[發(fā)明專利]一種膨脹發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電電量和時間預測方法

在審

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• 申請日: 2021-12-29
• 公開（公告）號: CN114399094A
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設計）人: 文賢馗;鐘晶亮;楊大慧;馮庭勇;鄧彤天;周科;張世海;李翔;王文強;王鎖斌;姜延燦;李枝林
• 申請（專利權）人: 貴州電網(wǎng)有限責任公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 商小川

本發(fā)明公開了一種膨脹發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電電量和時間預測方法，它包括：確定儲氣罐最低做功壓力和蓄熱罐最低運行液位；實時采集儲氣罐空氣壓力；儲氣罐空氣溫度；儲氣罐空氣絕對濕度；末級膨脹機出口空氣壓力；末級膨脹機出口空氣溫度，末級膨脹機出口空氣絕對濕度、儲氣罐空氣密度；當前發(fā)電功率值；蓄熱罐液位；蓄熱罐溫度、加熱介質壓力、熱泵出口溫度、n級換熱器加熱介質出口溫度、加熱介質密度；計算儲氣罐剩余發(fā)電電量；計算蓄熱罐剩余發(fā)電電量；計算膨脹發(fā)電系統(tǒng)剩余發(fā)電電量和蓄熱罐剩余發(fā)電時間；解決了膨脹發(fā)電運行中對膨發(fā)電系統(tǒng)的剩余發(fā)電電量、剩余發(fā)電時間無法掌握等技術問題。

技術領域

本發(fā)明屬于壓縮空氣儲能技術領域，尤其涉及一種膨脹發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電電量和時間預測方法。

背景技術

隨著新能源發(fā)電規(guī)模越來越大，其發(fā)電間歇性和波動性甚至反調節(jié)性的問題越來越突出，迫切需要行之有效的技術方案來解決新能源的大規(guī)模并網(wǎng)問題大規(guī)模電力儲能技術是能夠解決該問題的有效途徑，而壓縮空氣儲能系統(tǒng)被認為是最有發(fā)展前景的大規(guī)模電力儲能技術之一，具有儲能規(guī)模大、存儲周期長、對環(huán)境污染小等優(yōu)點。

壓縮空氣儲能系統(tǒng)包含儲能耗電系統(tǒng)和釋能發(fā)電系統(tǒng)，儲能耗電系統(tǒng)在用電的低谷利用壓縮機把空氣加壓到較高的壓力后，經(jīng)過冷卻后存儲到儲氣罐，釋能發(fā)電系統(tǒng)在用電高峰把儲氣罐中的空氣加熱到一定溫度后，送入空氣膨脹機帶動發(fā)電機向電網(wǎng)提供電能，其做功能量由兩部分構成：儲氣罐壓縮空氣做功和蓄熱罐熱量做功，這兩部分做功能量都是有限，在到達限制條件后不能再做功發(fā)電，這與常規(guī)的發(fā)電形式不同，而現(xiàn)有技術在膨脹發(fā)電運行中按照常規(guī)僅監(jiān)視儲氣罐壓力溫度和蓄熱罐溫度液位等設備運行參數(shù)，對膨發(fā)電系統(tǒng)的剩余發(fā)電電量、剩余發(fā)電時間無法掌握，不利于提前根據(jù)發(fā)電能力進行相關機組運行操作及電網(wǎng)運行方式安排，不利于儲能系統(tǒng)與新能源發(fā)電協(xié)調控制等技術問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是：提供一種膨脹發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電電量和時間預測方法，以解決膨脹發(fā)電運行中僅能監(jiān)視儲氣罐壓力溫度和蓄熱罐溫度液位，對膨發(fā)電系統(tǒng)的剩余發(fā)電電量、剩余發(fā)電時間無法掌握，不利于提前根據(jù)發(fā)電能力進行相關機組運行操作及電網(wǎng)運行方式安排，不利于儲能系統(tǒng)與新能源發(fā)電協(xié)調控制等技術問題。

本發(fā)明的技術方案是：

一種膨脹發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電電量和時間預測方法，它包括：

步驟1、確定壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)的兩個限制值，儲氣罐最低做功壓力和蓄熱罐最低運行液位；

步驟2、實時采集儲氣罐空氣壓力Pgg；儲氣罐空氣溫度Tgg；儲氣罐空氣絕對濕度dgg；末級膨脹機出口空氣壓力Pge；末級膨脹機出口空氣溫度Tge，末級膨脹機出口空氣絕對濕度dge、儲氣罐空氣密度ρg；當前發(fā)電功率值Wn；蓄熱罐液位Ht；蓄熱罐溫度Ttg、加熱介質壓力Pte、熱泵出口溫度Tte、n級換熱器加熱介質出口溫度Tte1.....Tten、加熱介質密度ρt；

步驟3、計算儲氣罐剩余發(fā)電電量；

步驟4、計算蓄熱罐剩余發(fā)電電量；

步驟5、計算膨脹發(fā)電系統(tǒng)剩余發(fā)電電量和蓄熱罐剩余發(fā)電時間。

儲氣罐最低做功壓力確定方法為：將膨脹機進氣調門全開，膨脹發(fā)電機發(fā)電功率為最低發(fā)電功率(Wl)時的儲氣罐壓力壓力為儲氣罐最低做功壓力。

蓄熱罐最低運行液位確定方法為：熱泵不因蓄熱罐液位下降造成入口壓力低發(fā)生汽蝕，確定最低運行液位等于熱泵最低汽蝕余量。

儲氣罐空氣溫度測量方法為：如儲氣罐為1個，則空氣溫度測量不少于3個點，覆蓋儲氣罐的底部、中部和上部，最終取數(shù)學平均值；如儲氣罐為一個以上，則每個儲氣罐都有空氣溫度測量點，最終取數(shù)學平均值，溫度采用接觸式PT100熱電阻溫度傳感器，探頭垂直深入儲氣罐直徑1/3處。