[发明专利]压缩空气储能系统的非设计工况运行方法

权利要求书

1.压缩空气储能系统的非设计工况运行方法，其特征在于，包括：

步骤1：根据系统运行环境温度，确定压缩子系统运行范围，选择储热子系统运行模式；

所述选择储热子系统运行模式包括：

当系统运行环境温度高于或等于设计环境温度时，储热子系统的空冷器按最小夹点温差模式运行，其中最小夹点温差范围为5～10℃；

当系统运行环境温度低于设计环境温度时，储热子系统的空冷器按可调出口温差模式运行，其中可调出口温差基于储热有效度ε最大化原则进行确定；

储热子系统的再热器按最小夹点温差模式运行；

步骤2：设定空冷器热端出口温差，建立储能阶段部件参数调控模型；

步骤3：确定膨胀子系统运行参数，建立释能阶段部件参数调控模型；

步骤4：建立系统全周期效率最优运行模型，获得压缩空气储能系统的非设计工况运行方法。

2.根据权利要求1所述的压缩空气储能系统的非设计工况运行方法，其特征在于，所述确定压缩子系统运行范围包括：

确定压缩机组质量流量范围，所述压缩机组质量流量G满足以下公式：

max(G_min,i,i＝1L n)≤G≤min(G_max,i,i＝1L n)

其中，n为压缩机机组工作级数，G_min,i为第i级压缩机喘振边界对应的最小流量，G_max,i为第i级压缩机阻塞边界对应的最大流量；

确定压缩机组压力范围，所述压缩机组压力p满足以下公式：

p_v,min≤p≤min(p_v,max,p_c,max)

其中，p_v,min为储气室最低工作压力，p_v,max为储气室最高工作压力，p_c,max为压缩机组最大背压。

3.根据权利要求2所述的压缩空气储能系统的非设计工况运行方法，其特征在于，所述压缩机组最大背压为压缩机组在最小质量流量下工作时的出口压力。

4.根据权利要求1所述的压缩空气储能系统的非设计工况运行方法，其特征在于，所述储热有效度ε的计算方法为：

其中，m_u为储热子系统在释能阶段所消耗的蓄热介质总质量，m_s为储热子系统在储能阶段所存储的蓄热介质总质量。

5.根据权利要求1所述的压缩空气储能系统的非设计工况运行方法，其特征在于，所述设定空冷器热端出口温差包括：

设定空冷器热端出口温差，确定空冷器热端出口温度，所述空冷器热端出口温度T_h,o满足以下公式：

T_h,o＝T_c,in+ΔT_o

其中，T_c,in为空冷器冷端进口温度，ΔT_o为空冷器热端出口处温差。

6.根据权利要求1所述的压缩空气储能系统的非设计工况运行方法，其特征在于，所述建立储能阶段部件参数调控模型包括：

建立压缩机组变工况模型，获得压缩机组工作参数；

建立换热器变工况模型，确定储能过程中蓄热介质实时流量参数及出口温度，获得储能阶段结束时的蓄热温度及蓄热介质总质量；

建立储气室瞬态能量模型，更新储气室中空气的实时状态参数；

判断储气室压力是否超出压力上限：当储气室内实时压力p满足pp_c,max或pp_v,max，判定压力超限，储能阶段结束；否则，计算下一时刻参数。