本發(fā)明涉及儲能，特別涉及一種電加熱導熱油蓄熱的壓縮空氣儲能系統(tǒng)優(yōu)化方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、伴隨著國家電網(wǎng)容量的不斷擴大，峰谷差逐日增大，需要發(fā)展以可再生能源為主流的新型電力系統(tǒng)，大規(guī)模儲能可以有效處理太陽能、風能等間歇式可再生能源發(fā)電不穩(wěn)定的問題，也是解決可再生能源波動性問題的關(guān)鍵技術(shù)。其中，壓縮空氣儲能作為一種大能量、高效率的儲能技術(shù)，可在電網(wǎng)負荷低谷期間，通過壓縮機壓縮空氣存儲電能；也可在電網(wǎng)高負荷期間，釋放出儲氣室中的高壓氣體，經(jīng)過燃燒室或換熱器加熱，升高至一定溫度后送至膨脹機，將壓縮空氣的熱力勢能轉(zhuǎn)變?yōu)榕蛎洐C的機械功輸出，驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。

2、相關(guān)技術(shù)中，非補燃式壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)本身具有無污染排放、環(huán)境友好、運行靈活等特點，是目前壓縮空氣儲能發(fā)電技術(shù)發(fā)展的主流方向。非補燃式壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)通過回收壓縮過程中產(chǎn)生的熱量進行存儲，在膨脹階段對高壓空氣進行加熱膨脹做功。

3、然而，膨脹機的入口溫度是影響系統(tǒng)效率最重要的因素，其一般由壓縮機出口空氣溫度進行決定，考慮到壓縮機材質(zhì)、儲換熱介質(zhì)的耐溫性等因素，實現(xiàn)能量的高效利用具有一定難度，亟待解決。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種電加熱導熱油蓄熱的壓縮空氣儲能系統(tǒng)優(yōu)化方法及裝置，以解決膨脹機進口溫度受壓縮機出口溫度限制的問題，實現(xiàn)能量的高效利用。

2、為達到上述目的，本發(fā)明第一方面實施例提出一種電加熱導熱油蓄熱的壓縮空氣儲能系統(tǒng)優(yōu)化方法，包括以下步驟：

3、獲取壓縮空氣儲能系統(tǒng)的當前狀態(tài)；

4、若所述當前狀態(tài)為儲能狀態(tài)，則利用預設(shè)的電加熱導熱油耦合壓縮空氣儲能的穩(wěn)態(tài)運行模型確定所述儲能狀態(tài)的第一約束條件；

5、基于所述第一約束條件，將空氣壓縮至高壓狀態(tài)得到高壓空氣，并將所述高壓空氣經(jīng)過換熱器換熱后存儲于儲氣室。

6、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在獲取所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)的當前狀態(tài)之后，還包括：

7、若所述當前狀態(tài)為釋能狀態(tài)，則利用所述預設(shè)的電加熱導熱油耦合壓縮空氣儲能的穩(wěn)態(tài)運行模型確定所述儲能狀態(tài)的第二約束條件；

8、基于所述第二約束條件，加熱導熱油得到高溫導熱油，并利用所述高溫導熱油加熱所述高壓空氣，以驅(qū)動膨脹機發(fā)電。

9、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述利用所述高溫導熱油加熱所述高壓空氣，以驅(qū)動膨脹機發(fā)電，包括：

10、利用所述高溫導熱油加熱所述高壓空氣，得到滿足預設(shè)溫度閾值的空氣；

11、利用所述滿足預設(shè)溫度閾值的空氣，驅(qū)動所述膨脹機發(fā)電。

12、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述第一約束條件，包括：

13、t時刻，所述壓縮機的輸入功率為：

14、

15、其中，n為所述壓縮機的級數(shù)，為流入壓縮機的空氣質(zhì)量流量，cp為空氣的定壓比熱容，為所述壓縮機的入口空氣溫度，為所述壓縮機的壓比，k為空氣的絕熱指數(shù)，ηc,j為所述壓縮機的等熵效率，為流入壓縮機的空氣質(zhì)量流量的下限，為流入壓縮機的空氣質(zhì)量流量的上限，為控制充電狀態(tài)的二進制變量。

16、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述第二約束條件，還包括：

17、t時刻，所述膨脹機的輸出功率為：

18、

19、其中，ηe,j為所述膨脹機的等熵效率，為流入所述膨脹機的空氣質(zhì)量流量，為所述膨脹機的入口空氣溫度，為流入所述膨脹機的空氣質(zhì)量流量的下限，為流入所述膨脹機的空氣質(zhì)量流量的上限，為控制放電狀態(tài)的二進制變量。

20、根據(jù)本發(fā)明實施例提出的電加熱導熱油蓄熱的壓縮空氣儲能系統(tǒng)優(yōu)化方法，在儲能狀態(tài)時，利用預設(shè)的電加熱導熱油耦合壓縮空氣儲能的穩(wěn)態(tài)運行模型確定儲能狀態(tài)的第一約束條件；基于第一約束條件，將空氣壓縮至高壓狀態(tài)得到高壓空氣，并將高壓空氣經(jīng)過換熱器換熱后存儲于儲氣室。在釋能狀態(tài)時，利用預設(shè)的電加熱導熱油耦合壓縮空氣儲能的穩(wěn)態(tài)運行模型確定儲能狀態(tài)的第二約束條件；基于第二約束條件，加熱導熱油得到高溫導熱油，并利用高溫導熱油加熱高壓空氣，以驅(qū)動膨脹機發(fā)電。由此，通過電加熱導熱油耦合壓縮空氣儲能的方式，解決了膨脹機進口溫度受壓縮機出口溫度限制的問題，實現(xiàn)能量的高效利用。

21、為達到上述目的，本發(fā)明第二方面實施例提出一種電加熱導熱油蓄熱的壓縮空氣儲能系統(tǒng)優(yōu)化裝置，包括：

22、獲取模塊，用于獲取壓縮空氣儲能系統(tǒng)的當前狀態(tài)；

23、獲得模塊，用于在所述當前狀態(tài)為儲能狀態(tài)時，利用預設(shè)的電加熱導熱油耦合壓縮空氣儲能的穩(wěn)態(tài)運行模型確定所述儲能狀態(tài)的第一約束條件；

24、處理模塊，用于基于所述第一約束條件，將空氣壓縮至高壓狀態(tài)得到高壓空氣，并將所述高壓空氣經(jīng)過換熱器換熱后存儲于儲氣室。

25、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在獲取所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)的當前狀態(tài)之后，所述獲取模塊，還包括：

26、獲得單元，用于在所述當前狀態(tài)為釋能狀態(tài)時，利用所述預設(shè)的電加熱導熱油耦合壓縮空氣儲能的穩(wěn)態(tài)運行模型確定所述儲能狀態(tài)的第二約束條件；

27、處理單元，用于基于所述第二約束條件，加熱導熱油得到高溫導熱油，并利用所述高溫導熱油加熱所述高壓空氣，以驅(qū)動膨脹機發(fā)電。

28、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述處理單元，具體用于：

29、利用所述高溫導熱油加熱所述高壓空氣，得到滿足預設(shè)溫度閾值的空氣；

30、利用所述滿足預設(shè)溫度閾值的空氣，驅(qū)動所述膨脹機發(fā)電。

31、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述第一約束條件，包括：

32、t時刻，所述壓縮機的輸入功率為：

33、

34、其中，n為所述壓縮機的級數(shù)，為流入壓縮機的空氣質(zhì)量流量，cp為空氣的定壓比熱容，為所述壓縮機的入口空氣溫度，為所述壓縮機的壓比，k為空氣的絕熱指數(shù)，ηc,j為所述壓縮機的等熵效率，為流入壓縮機的空氣質(zhì)量流量的下限，為流入壓縮機的空氣質(zhì)量流量的上限，為控制充電狀態(tài)的二進制變量。

35、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述第二約束條件，還包括：

36、t時刻，所述膨脹機的輸出功率為：

37、

38、其中，ηe,j為所述膨脹機的等熵效率，為流入所述膨脹機的空氣質(zhì)量流量，為所述膨脹機的入口空氣溫度，為流入所述膨脹機的空氣質(zhì)量流量的下限，為流入所述膨脹機的空氣質(zhì)量流量的上限，為控制放電狀態(tài)的二進制變量。

39、根據(jù)本發(fā)明實施例提出的電加熱導熱油蓄熱的壓縮空氣儲能系統(tǒng)優(yōu)化裝置，在儲能狀態(tài)時，利用預設(shè)的電加熱導熱油耦合壓縮空氣儲能的穩(wěn)態(tài)運行模型確定儲能狀態(tài)的第一約束條件；基于第一約束條件，將空氣壓縮至高壓狀態(tài)得到高壓空氣，并將高壓空氣經(jīng)過換熱器換熱后存儲于儲氣室。在釋能狀態(tài)時，利用預設(shè)的電加熱導熱油耦合壓縮空氣儲能的穩(wěn)態(tài)運行模型確定儲能狀態(tài)的第二約束條件；基于第二約束條件，加熱導熱油得到高溫導熱油，并利用高溫導熱油加熱高壓空氣，以驅(qū)動膨脹機發(fā)電。由此，通過電加熱導熱油耦合壓縮空氣儲能的方式，解決了膨脹機進口溫度受壓縮機出口溫度限制的問題，實現(xiàn)能量的高效利用。

40、為達到上述目的，本發(fā)明第三方面實施例提出一種電子設(shè)備，包括：存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述程序，以實現(xiàn)如上述實施例所述的電加熱導熱油蓄熱的壓縮空氣儲能系統(tǒng)優(yōu)化方法。

41、為達到上述目的，本發(fā)明第四方面實施例提出一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行，以用于實現(xiàn)如上述實施例所述的電加熱導熱油蓄熱的壓縮空氣儲能系統(tǒng)優(yōu)化方法。

42、為達到上述目的，本發(fā)明第五方面實施例提出一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機程序，該計算機程序被處理器執(zhí)行時，以用于實現(xiàn)如上述實施例所述的電加熱導熱油蓄熱的壓縮空氣儲能系統(tǒng)優(yōu)化方法。

43、本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。