[发明专利]一种与煤电耦合的高压空气储能系统最优冷源的确定方法

权利要求书

1.一种与煤电耦合的高压空气储能系统最优冷源的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，单个压缩机将环境空气压缩至要求的最终压力，压缩比ε_c0取压缩机段数N₀为1，其中，P_f为进入高压空气存储装置的最终压力，P₀为压缩机进口压力；

步骤2，对不同冷源的方案进行静态投资回报年限对比，取最小值作为最优冷源方案，该值作为迭代寻优的基准方案，minY₀；

步骤3，计算等压缩比ε_c1：

其中，N为空气压缩机段数；令N₁＝N₀+1，对不同冷源的方案进行静态投资回报年限对比，取最小值作为等压缩比ε_c1条件下的最优冷源方案，minY₁；

若minY₁＜minY₀，则压缩机段数N₁的最佳冷源方案作为新的对比基准；

若minY₁≥minY₀，则压缩机段数N₀的最佳冷源方案仍作为对比基准；

步骤4，令N₂＝N₁+1，重复步骤3，根据静态回收年限最低值确定比对基准；

步骤5，重复步骤3和步骤4，直至N＝10；

步骤6，进行十种压缩机段数方案的静态回收年限最低值确定，取最小值作为与煤电耦合的高压空气储能最优冷源方案；

所述步骤2中对不同冷源的方案包括以凝结水泵出口凝结水为冷源的耦合方案和入炉空气为冷源、以循环水为热载体的耦合方案；

所述静态投资回报年限Y_i按照以下方式计算：

式中，C_i表示与煤电耦合的高压空气储能系统的建设投资，M_i表示与煤电耦合的高压空气储能系统的年收益；

所述与煤电耦合的高压空气储能系统的年收益M_i按照下式计算：

M_i＝((N_tot,i-N_net0)×H+N_exp)×E(3)

式中，H为储能系统压缩环节年利用小时，E为上网电价E，N_exp为高压空气储能系统的年膨胀释能发电量；N_net0＝N_g-N_cy，N_g为定锅炉蒸发量Q下的发电机功率，N_cy为厂用电量；N_tot,i为在储能环节的净上网出力；

所述在储能环节的净上网出力N_tot,i按照以下公式计算：

N_tot,i＝N_g-N_cy-N_p-N_ch(4)

式中，N_p为循环水泵耗电，N_ch为空气压缩机耗电量；

所述空气压缩机耗电量N_ch按照以下公式计算：

式中，m_a为空气透平入口质量流量，单位为kg/s；n为多变系数；R_g为空气的气体常数；ε为压缩比；T_i,a为压缩机入口温度；η_m和η_g分别为空气透平机械效率和发电机效率，单位为％；C_p,o,a和C_p,i,a分别为压缩机出口和进口空气定压比热容，单位为kJ/kg·K；T_o,a为压缩机出口温度。

2.根据权利要求1所述的与煤电耦合的高压空气储能系统最优冷源的确定方法，其特征在于，所述压缩机出口温度T_o,a与压缩机入口温度T_i,a、压缩比ε的关系如下：

式中，压缩比ε为空气出口压力P_o,a与进口压力P_i,a的比值。