[发明专利]储能装置的优化设计方法及其装置、存储介质及终端

权利要求书

1.一种储能装置的优化设计方法，其特征在于，所述储能装置包括电加热相变储能装置，所述电加热相变储能装置用于将电能转换为热能进行存储，以供用户使用；所述优化设计方法包括：

获取所述储能装置的运行参数、用户负荷以及供电电源的输出功率函数；

根据所述运行参数以及所述供电电源的输出功率函数，建立所述储能装置的动态控制模型；

根据所述运行参数以及所述用户负荷，确定所述储能装置的运行约束条件；

根据所述储能装置的动态控制模型以及所述用户负荷，建立所述储能装置的优化设计目标模型；

根据所述储能装置的动态控制模型和运行约束条件，采用迭代进化算法对所述优化设计目标模型进行求解，以确定所述储能装置的优化设计方案；其中，所述优化设计方案包括所述储能装置的容量规模和运行策略；

所述电加热相变储能装置包括电加热元件和相变储能主体；根据所述运行参数以及所述供电电源的输出功率函数，建立所述储能装置的动态控制模型，包括：

根据所述电加热元件和所述相变储能主体的运行参数，建立所述相变储能主体的运行动态模型；

根据所述供电电源的输出功率函数，建立所述电加热元件的功率动态模型；

根据所述电加热元件和相变储能主体的运行参数，建立所述相变储能主体的运行动态模型，包括：

根据所述电加热元件的运行参数，确定所述电加热元件的电-热存储效率；

根据所述相变储能主体的运行参数，确定所述相变储能主体的历经阶段；其中，所述相变储能主体的历经阶段包括固相显热阶段、相变潜热阶段和液相显热阶段；

根据所述电加热元件的电-热存储效率和所述相变储能主体的历经阶段，采用集总热容法分阶段建立所述相变储能主体的动态运行模型；

所述相变储能主体的动态运行模型包括储热模型和热量散失模型；

所述储热模型具体包括固相显热阶段的储热模型、相变潜热阶段的储热模型以及液相显热阶段的储热模型；

所述固相显热阶段的储热模型为：

所述相变潜热阶段的储热模型为：

所述液相显热阶段的储热模型为：

所述热量散失模型具体包括固相显热阶段的热量散失模型、相变潜热阶段的热量散失模型以及液相显热阶段的热量散失模型；

所述固相显热阶段的热量散失模型为：

所述相变潜热阶段的热量散失模型为：

所述液相显热阶段的热量散失模型为：

其中，所述相变储能主体包括相变储热材料及其盛装体；P为所述电加热元件的输入功率；α和β为所述储能装置的运行的经验常数；m为所述相变储能主体的质量；m_pcm为所述相变储热材料的质量；c_S、c_h和c_L分别为所述相变储能主体的固相比热、等效潜热比热和液相比热；R_S，R_lat和R_L分别为所述固相显热阶段、所述相变潜热阶段以及所述液相显热阶段所述相变储能主体的总换热热阻；T为所述相变储能主体的平均温度；T_a为环境温度；t为时间；

根据所述储能装置的动态控制模型以及所述用户负荷，建立所述储能装置的优化设计目标模型，包括：

根据所述电加热元件的输入功率P的动态模型，确定所述储能装置的优化周期以及所述优化周期内的多个调节段；其中，每一所述调节段内的所述电加热元件的输入功率P恒定；

根据所述相变储能主体的运行动态模型、所述电加热元件的功率动态模型以及所述用户负荷，确定所述优化周期内的优化设计目标模型如下：

其中，J为一个所述优化周期的总耗费；N为一个所述优化周期划分的调节段的个数；i为第i个调节段；Δt_i为第i个调节段的调节时间；P_i为第i个调节段内所述电加热元件的输入功率；δ为所述电加热元件单位耗电费用；m为所述相变储能主体的质量；为所述相变储能主体单位质量和时间的投资费用；τ为所述用户负荷的能的单位费用；Ex为所述相变储能主体存储的能；Ex_user为所述用户负荷的能；λ为负荷裕度。