1.本發(fā)明屬于壓縮空氣儲能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種壓縮空氣儲能系統(tǒng)優(yōu)化運行控制方法。

背景技術(shù)：

2.隨著電力事業(yè)的迅速發(fā)展，在傳統(tǒng)能源的基礎(chǔ)上大規(guī)模的新能源并入電網(wǎng)，而新能源發(fā)電的間隙性和波動性需要配備大量儲能進行平抑，保證新能源的消納。壓縮空氣儲能有著容量大、污染小、壽命長等特點，是最具有發(fā)展空間的儲能類型之一。

3.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，其發(fā)電能量由兩部分構(gòu)成：儲氣罐壓縮空氣發(fā)電能量和蓄熱罐熱量發(fā)電能量，儲氣做功系統(tǒng)是壓縮空氣進入膨脹機內(nèi)膨脹做功發(fā)電。蓄熱做功系統(tǒng)是蓄熱罐加熱介質(zhì)通過加熱器對壓縮空氣加熱，提高壓縮空氣進氣溫度熱能做功發(fā)電。

4.現(xiàn)有技術(shù)中這兩種發(fā)電能量在機組控制監(jiān)測系統(tǒng)中無法直接監(jiān)測，如不在發(fā)電過程中進行計算監(jiān)測并優(yōu)化控制，會出現(xiàn)儲氣發(fā)電能量消耗完畢必須停機而蓄熱發(fā)電能量還剩余，或者蓄熱發(fā)電能量消耗完畢必須停機而儲氣發(fā)電能量還剩余的情況。因此需要一種方法，達到發(fā)電過程中儲氣可用能量和蓄熱可用能量等比例消耗完畢，在發(fā)電結(jié)束時儲氣可用能量和蓄熱可用能量均為零，最大限度利用能量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

5.本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種壓縮空氣儲能系統(tǒng)優(yōu)化運行控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中這兩種發(fā)電能量在機組控制監(jiān)測系統(tǒng)中無法直接監(jiān)測，如不在發(fā)電過程中進行計算監(jiān)測并優(yōu)化控制，會出現(xiàn)儲氣發(fā)電能量消耗完畢必須停機而蓄熱發(fā)電能量還剩余，或者蓄熱發(fā)電能量消耗完畢必須停機而儲氣發(fā)電能量還剩余等技術(shù)問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是：

6.一種壓縮空氣儲能系統(tǒng)優(yōu)化運行控制方法，所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)為非補燃式壓縮空氣儲能系統(tǒng)，所述控制方法包括：

7.它包括：

8.步驟1、確定儲氣發(fā)電最低壓力和蓄熱罐最低液位，計算儲氣和蓄熱總可用發(fā)電能量；

9.步驟2、實時計算單位時間儲氣和蓄熱系統(tǒng)能量消耗量；

10.步驟3、實時計算儲氣能量消耗系數(shù)kg和蓄熱能量消耗系數(shù)kh；

11.步驟4、調(diào)節(jié)進氣調(diào)節(jié)閥和換熱調(diào)節(jié)閥，確保同時滿足：儲氣能量消耗系數(shù)kg與蓄熱能量消耗系數(shù)kh相等，膨脹發(fā)電機發(fā)電功率等于電網(wǎng)調(diào)度下達功率；這樣保證機組儲氣能量消耗與蓄熱能量消耗同比例下降，停機時儲氣剩余發(fā)電能量和蓄熱剩余發(fā)電能量均為

零。

12.步驟1所述計算儲氣和蓄熱總可用發(fā)電能量的方法為：

13.計算儲氣罐總可用發(fā)電能量：

14.apgu＝(((pgg-pgl)/pgl)*vg*ρg*(hgg-hge))

15.式中：apgu為儲氣罐總可用發(fā)電能量、pgg為開始發(fā)電時儲氣罐壓力、pgl為儲氣罐最低做功壓力、vg為儲氣罐容積、ρg為壓縮空氣密度、hgg為開始發(fā)電時儲氣罐空氣壓力、溫度和絕對濕度對應(yīng)的空氣焓值、hge為末級膨脹機出口空氣壓力、溫度和絕對濕度對應(yīng)的焓值；

16.確定儲氣罐最低做功壓力pgl的方法為：

[0017][0018]

式中：sg為進氣調(diào)節(jié)閥開度、w為發(fā)電有功功率；

[0019]

當儲氣罐壓力達到最低做功壓力pgl時，儲氣做功能力為零，需停止系統(tǒng)運行；

[0020]

計算蓄熱罐總可用發(fā)電能量：

[0021][0022]

式中：aptu為蓄熱罐總可用發(fā)電能量、vu為加熱介質(zhì)可用體積容量、hte0為熱泵出口加熱介質(zhì)壓力和溫度對應(yīng)的熱值、hte1.......hten為n級換熱器出口加熱介質(zhì)對應(yīng)的熱值、ηi為i級換熱器換熱效率；

[0023]

加熱介質(zhì)可用體積容量vu的計算方法為根據(jù)蓄熱罐開始發(fā)電時的液位lg減去最低運行液位l

l

，通過蓄熱罐形狀，進行計算；

[0024]

確定蓄熱罐最低運行液位l

l

方法為：

[0025]

l

l

＝npsh；式中：npsh為熱泵最低汽蝕余量，單位m；

[0026]

如蓄熱罐為圓柱體形狀，截面積半徑為r，

[0027]

則：vu＝(π

×

r2)

×

(l

g-l

l

)

[0028]

當蓄熱罐液位等于最低運行液位時，蓄熱做功能力為零，需停止系統(tǒng)運行。

[0029]

步驟2所述實時計算單位時間儲氣和蓄熱系統(tǒng)能量消耗量的方法為：

[0030]

數(shù)據(jù)采集單位時間根據(jù)機組控制系統(tǒng)采樣周期和控制周期確定；實時計算單位時間儲氣系統(tǒng)能量消耗量：

[0031]

δapgu＝((pg2-pg1)/pg1)*v*ρg*(hgg-hge))

[0032]

pg1為當前時刻儲氣罐壓力值；pg2為上一時刻儲氣罐壓力值；

[0033]

實時計算單位時間蓄熱系統(tǒng)能量消耗量：

[0034][0035]

vh1為當前蓄熱罐加熱介質(zhì)容積；vh2為上一時刻蓄熱罐加熱介質(zhì)容積。

[0036]

所述實時計算儲氣能量消耗系數(shù)kg和蓄熱能量消耗系數(shù)kh的方法為：

[0037][0038]

式中kg為儲氣能量消耗系數(shù)；

[0039][0040]

式中kh為蓄熱能量消耗系數(shù)。

[0041]

步驟4所述確保同時滿足：儲氣能量消耗系數(shù)kg與蓄熱能量消耗系數(shù)kh相等，膨脹發(fā)電機發(fā)電功率等于電網(wǎng)調(diào)度下達功率；這樣保證機組儲氣能量消耗與蓄熱能量消耗同比例下降，停機時儲氣剩余發(fā)電能量和蓄熱剩余發(fā)電能量均為零的方法為：

[0042]

儲氣做功系統(tǒng)是壓縮空氣進入膨脹機做功。控制壓縮空氣進氣調(diào)節(jié)閥開度sg，改變進入膨脹發(fā)電機內(nèi)部的壓縮空氣質(zhì)量流量mg，調(diào)節(jié)膨脹機壓縮空氣做功發(fā)電功率w

gu

[0043]wgu

＝mg×

(h

g-he)

[0044]

hg為當前儲氣罐空氣壓力、溫度、絕對濕度對應(yīng)的空氣焓值、he為當前末級膨脹機出口空氣壓力、溫度、絕對濕度對應(yīng)的焓值；

[0045]

蓄熱做功系統(tǒng)時通過對壓縮空氣加熱，提高壓縮空氣進氣溫度，從而提高膨脹機做功能力；控制換熱調(diào)節(jié)閥改變換熱器換熱介質(zhì)質(zhì)量流量mh，改變進入膨脹發(fā)電機內(nèi)部的熱量，調(diào)節(jié)膨脹機蓄熱做功發(fā)電功率w

tu

[0046][0047]

hte0為熱泵出口加熱介質(zhì)壓力、溫度對應(yīng)的熱值、hte1.......hten為n級換熱器出口加熱介質(zhì)對應(yīng)的熱值、ηi為i級換熱器換熱效率；

[0048]

控制進氣調(diào)節(jié)閥和換熱調(diào)節(jié)閥控制的目標函數(shù)為：

[0049][0050]

w為膨脹發(fā)電機發(fā)電功率wc為電網(wǎng)調(diào)度下達發(fā)電功率。

[0051]

調(diào)節(jié)進氣調(diào)節(jié)閥和換熱調(diào)節(jié)閥的方法包括：

[0052]

步驟4.1、建立并實時更新機組優(yōu)化運行參數(shù)數(shù)據(jù)庫x(發(fā)電有功功率w、儲氣罐壓力pg、儲氣罐溫度tg、蓄熱罐溫度th、進氣調(diào)節(jié)閥開度sg、換熱調(diào)節(jié)閥開度sh)；

[0053]

步驟4.2、接受電網(wǎng)調(diào)度下達的發(fā)電功率值wc，根據(jù)機組運行參數(shù)數(shù)據(jù)庫x(發(fā)電有功功率w、儲氣罐壓力pg、儲氣罐溫度tg、蓄熱罐溫度th、進氣調(diào)節(jié)閥開度sg、換熱調(diào)節(jié)閥開度sh)得到進氣調(diào)節(jié)閥開度預設(shè)調(diào)節(jié)值sg＇、換熱調(diào)節(jié)閥開度預設(shè)調(diào)節(jié)值sh＇，輸出至調(diào)節(jié)系統(tǒng)；控制膨脹機進氣調(diào)節(jié)閥開度sg＇，膨脹發(fā)電機增加或減少進氣；控制換熱調(diào)節(jié)閥開度sh，膨脹發(fā)電機增加/減少熱量，最終發(fā)電機發(fā)電功率w變化；

[0054]

步驟4.3、進行儲氣能量消耗系數(shù)kg和蓄熱能量消耗系數(shù)kh相等的調(diào)整；

[0055]

步驟4.4、進行發(fā)電機發(fā)電功率值w和電網(wǎng)調(diào)度下達的發(fā)電功率值wc相等的調(diào)整；

[0056]

步驟4.5、直至儲氣能量消耗系數(shù)kg和蓄熱能量消耗系數(shù)kh相等、發(fā)電機發(fā)電功率值w和電網(wǎng)調(diào)度下達的發(fā)電功率值wc相等同時滿足，調(diào)節(jié)結(jié)束。

[0057]

所述參數(shù)數(shù)據(jù)庫的建立方法為：

[0058]

步驟4.1.1、在機組運行中實時采集當前時間刻度的一組數(shù)據(jù)，包括發(fā)電有功功率w、儲氣罐壓力pg、儲氣罐溫度tg、蓄熱罐溫度th、進氣調(diào)節(jié)閥開度sg和換熱調(diào)節(jié)閥開度sh；數(shù)據(jù)采集單位時間為1min或2min；

[0059]

步驟4.1.2、進行數(shù)據(jù)合理性判斷，設(shè)置數(shù)據(jù)的合理值范圍；采集的數(shù)據(jù)先與合理值范圍進行比較，在合理范圍內(nèi)認為合格進行下一步比對，不在合理范圍內(nèi)認為數(shù)據(jù)不合格，該數(shù)據(jù)不采用；

[0060]

步驟4.1.3、將采集的數(shù)據(jù)進行歷史比對，如數(shù)據(jù)庫中沒有同類數(shù)據(jù)直接錄入；同類數(shù)據(jù)是指發(fā)電有功功率w、儲氣罐壓力pg、儲氣罐溫度tg、蓄熱罐溫度th相同時的進氣調(diào)節(jié)閥開度sg和換熱調(diào)節(jié)閥開度sh值；

[0061]

步驟4.1.4、數(shù)據(jù)庫在機組運行中實時采集信號并更新，將采集到合格的信號數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫內(nèi)同類數(shù)據(jù)進行偏差比對，如大于偏差值認為數(shù)據(jù)不合格，該數(shù)據(jù)不采用；合格后的數(shù)據(jù)與已有同類數(shù)據(jù)進行加權(quán)平均后錄入。

[0062]

步驟4.2中參數(shù)數(shù)據(jù)庫x的調(diào)用方法為：根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度下達的發(fā)電功率值wc，查找數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)發(fā)電有功功率w、儲氣罐壓力pg、儲氣罐溫度tg、蓄熱罐溫度th所對應(yīng)的進氣調(diào)節(jié)閥開度sg、換熱調(diào)節(jié)閥開度sh，設(shè)置為進氣調(diào)節(jié)閥開度預設(shè)調(diào)節(jié)值sg＇、換熱調(diào)節(jié)閥開度預設(shè)調(diào)節(jié)值sh＇；當數(shù)據(jù)庫中沒有完全對應(yīng)的數(shù)據(jù)時，依次按照查找順序進行查找，當查找到對應(yīng)數(shù)據(jù)后不再繼續(xù)查找；所述查找順序為：

[0063]

發(fā)電有功功率w、儲氣罐壓力pg、儲氣罐溫度tg、蓄熱罐溫度th所對應(yīng)的進氣調(diào)節(jié)閥開度sg、換熱調(diào)節(jié)閥開度sh；

[0064]

發(fā)電有功功率w、儲氣罐壓力pg、儲氣罐溫度tg所對應(yīng)的進氣調(diào)節(jié)閥開度sg、換熱調(diào)節(jié)閥開度sh；

[0065]

發(fā)電有功功率w、儲氣罐壓力pg所對應(yīng)的進氣調(diào)節(jié)閥開度sg、換熱調(diào)節(jié)閥開度sh；

[0066]

發(fā)電有功功率w所對應(yīng)的進氣調(diào)節(jié)閥開度sg、換熱調(diào)節(jié)閥開度sh。

[0067]

步驟4.3所述進行儲氣能量消耗系數(shù)kg和蓄熱能量消耗系數(shù)kh相等的調(diào)整的方法為：計算儲氣能量消耗系數(shù)kg和蓄熱能量消耗系數(shù)kh，進行判斷是否相等，如不相等，再進行儲氣能量消耗系數(shù)kg是否大于蓄熱能量消耗系數(shù)kh判斷，如儲氣能量消耗系數(shù)kg大于蓄熱能量消耗系數(shù)kh，則增加開啟進氣調(diào)節(jié)閥開度sg，減小換熱調(diào)節(jié)閥開度sh，如儲氣能量消耗系數(shù)kg小于蓄熱能量消耗系數(shù)kh，則減小進氣調(diào)節(jié)閥開度sg，增加換熱調(diào)節(jié)閥開度sh。

[0068]

步驟4.4所述進行發(fā)電機發(fā)電功率值w和電網(wǎng)調(diào)度下達的發(fā)電功率值wc相等的調(diào)整的方法為：采集發(fā)電機發(fā)電功率值w，判斷是否等于電網(wǎng)調(diào)度下達的發(fā)電功率值wc。如不相等，再進行發(fā)電機發(fā)電功率值w是否大于電網(wǎng)調(diào)度下達的發(fā)電功率值wc，如發(fā)電機發(fā)電功率值w大于電網(wǎng)調(diào)度下達的發(fā)電功率值wc，則同時減小進氣調(diào)節(jié)閥開度sg和換熱調(diào)節(jié)閥開度sh。如發(fā)電機發(fā)電功率值w小于電網(wǎng)調(diào)度下達的發(fā)電功率值wc，則增加進氣調(diào)節(jié)閥開度sg和換熱調(diào)節(jié)閥開度sh。

[0069]

本發(fā)明有益效果：

[0070]

本發(fā)明對壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電時分別計算儲氣/蓄熱總可用發(fā)電能量，在

發(fā)電過程中實時監(jiān)測發(fā)電系統(tǒng)參數(shù)，計算單位時間儲氣/蓄熱系統(tǒng)能量消耗量，構(gòu)建儲氣能量消耗系數(shù)和蓄熱能量消耗系數(shù)，通過控制進氣調(diào)節(jié)閥開度和換熱調(diào)節(jié)閥開度，確保同時符合功率值和系數(shù)相等要求，保證儲氣發(fā)電能量和蓄熱發(fā)電能量等比例利用，機組停機時儲氣剩余發(fā)電能量和蓄熱剩余發(fā)電能量均為零，最大化利用系統(tǒng)能量。

[0071]

本發(fā)明優(yōu)點：

[0072]

壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電時分別計算儲氣/蓄熱總可用發(fā)電能量，在發(fā)電過程中實時監(jiān)測發(fā)電系統(tǒng)參數(shù)，計算單位時間儲氣/蓄熱系統(tǒng)能量消耗量。

[0073]

通過分別調(diào)節(jié)進氣調(diào)節(jié)閥開度sg和換熱調(diào)節(jié)閥開度sh，達到分別調(diào)整儲氣做功發(fā)電功率和蓄熱做功發(fā)電功率的目的。

[0074]

構(gòu)建儲氣能量消耗系數(shù)kg和蓄熱能量消耗系數(shù)kh，直觀監(jiān)測發(fā)電系統(tǒng)中儲氣能量消耗和蓄熱能量消耗的平衡狀態(tài)。

[0075]

通過調(diào)整儲氣能量消耗系數(shù)等于蓄熱能量消耗系數(shù)(kg＝kh)的控制，在滿足電網(wǎng)調(diào)度功率控制的同時，達到儲氣做功能力和蓄熱做功能力平均等比例下降，最終儲氣做功能力和蓄熱做功能力同時到零，均利用完畢，達到運行優(yōu)化控制的目的。

[0076]

確定優(yōu)化控制相關(guān)參數(shù)，提出了優(yōu)化運行參數(shù)數(shù)據(jù)庫x(w、pg、tg、th、sg、sh)的建立和更新方法，為優(yōu)化控制奠定基礎(chǔ)。

[0077]

通過多層次數(shù)據(jù)庫調(diào)用方法，設(shè)置最恰當?shù)倪M氣調(diào)節(jié)閥開度預設(shè)調(diào)節(jié)值sg＇、換熱調(diào)節(jié)閥開度預設(shè)調(diào)節(jié)值sh＇，提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)速度和精度。

附圖說明

[0078]

圖1為本發(fā)明具體實施方式調(diào)節(jié)流程示意圖；

[0079]

圖2為本發(fā)明硬件系統(tǒng)組成示意圖。

具體實施方式

[0080]

本發(fā)明壓縮空氣儲能系統(tǒng)膨脹發(fā)電見圖2，包括：儲氣罐1，進氣調(diào)節(jié)閥2，多級膨脹機3，發(fā)電機4，蓄熱罐5，熱泵6，多級換熱器7，蓄冷罐(8，換熱調(diào)節(jié)閥9；多級膨脹機包括首級膨脹機301、第二級膨脹機302，第三級膨脹機303，依次類推；多級換熱器7包括首級換熱器701、第二級換熱器702、第三級換熱器703，依次類推，數(shù)量與多級膨脹機一致。

[0081]

本系統(tǒng)為非補燃式壓縮空氣儲能系統(tǒng)。儲氣罐儲存高壓壓縮空氣，經(jīng)進氣調(diào)節(jié)閥連接至首級換熱器加熱后，至多級膨脹機的首級膨脹機，壓縮空氣做功后從首級膨脹機排出，經(jīng)第二級加熱器加熱后進入第二級膨脹機，依此類推，直至從末級膨脹機排出。多級加熱器數(shù)量與多級膨脹機數(shù)量相等，布置在對應(yīng)膨脹機進口。蓄熱罐內(nèi)存放加熱介質(zhì)，通過換熱介質(zhì)儲存壓縮階段釋放的熱量，經(jīng)熱泵加壓、換熱調(diào)節(jié)閥后分別進入各級換熱器加熱壓縮空氣，換熱介質(zhì)冷卻后進入蓄冷罐。高溫高壓的壓縮空氣進入膨脹機帶動膨脹機旋轉(zhuǎn)，膨脹機通過軸帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)發(fā)電。

[0082]

改變進氣調(diào)節(jié)閥開度，可以改變膨脹發(fā)電機的壓縮空氣進氣量，從而改變膨脹做功發(fā)電能量，最終改變膨脹發(fā)電機的發(fā)電功率。

[0083]

改變換熱調(diào)節(jié)閥開度，可以改變蓄熱罐加熱介質(zhì)流量，從而改變進氣溫度熱能做功發(fā)電能量，最終改變膨脹發(fā)電機的發(fā)電功率。

[0084]

本發(fā)明一種壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化運行控制方法，具體步驟如下：

[0085]

步驟1、確定儲氣發(fā)電最低壓力和蓄熱罐最低液位，計算儲氣/蓄熱總可用發(fā)電能量

[0086]

計算儲氣罐總可用發(fā)電能量：

[0087]

apgu＝(((pgg-pgl)/pgl)*vg*ρg*(hgg-hge))

[0088]

式中：apgu-儲氣罐總可用發(fā)電能量、pgg-開始發(fā)電時儲氣罐壓力、pgl-儲氣罐最低做功壓力、vg-儲氣罐容積、ρg-壓縮空氣密度hgg-開始發(fā)電時儲氣罐空氣壓力、溫度、絕對濕度對應(yīng)的空氣焓值、hge-末級膨脹機出口空氣壓力、溫度、絕對濕度對應(yīng)的焓值

[0089]

采用ashrae多項式維里方程確定hgg、hge。

[0090]

確定儲氣罐最低做功壓力pgl的方法為滿足以下條件：

[0091][0092]

式中：sg-進氣調(diào)節(jié)閥開度、w-發(fā)電有功功率

[0093]

當儲氣罐壓力達到最低做功壓力pgl時，儲氣做功能力為零，需停止系統(tǒng)運行。

[0094]

計算蓄熱罐總可用發(fā)電能量：

[0095][0096]

式中：aptu-蓄熱罐總可用發(fā)電能量、vu-加熱介質(zhì)可用體積容量、hte0-熱泵出口加熱介質(zhì)壓力、溫度對應(yīng)的熱值、hte1.......hten-n級換熱器出口加熱介質(zhì)對應(yīng)的熱值、η

i-i級換熱器換熱效率

[0097]

可用加熱介質(zhì)體積容量vu的計算方法為根據(jù)蓄熱罐開始發(fā)電時的液位lg減去最低液位ll，通過蓄熱罐形狀，進行計算。

[0098]

確定蓄熱罐最低運行液位l

l

方法為：

[0099]

l

l

＝npsh

[0100]

式中：npsh-熱泵最低汽蝕余量，單位m。

[0101]

如蓄熱罐為圓柱體形狀，截面積半徑為r，則：

[0102]vu

＝(π

×

r2)

×

(l

g-l

l

)

[0103]

當蓄熱罐液位等于最低運行液位時，蓄熱做功能力為零，需停止系統(tǒng)運行。因為壓縮空氣沒有換熱介質(zhì)加熱，溫度將迅速下降至限制停機值。

[0104]

步驟2、實時計算單位時間儲氣/蓄熱系統(tǒng)能量消耗量

[0105]

數(shù)據(jù)采集單位時間為1min或2min，根據(jù)機組控制系統(tǒng)采樣周期和控制周期確定。

[0106]

實時計算單位時間儲氣系統(tǒng)能量消耗量

[0107]

δapgu＝((pg2-pg1)/pg1)*v*ρg*(hgg-hge))

[0108]

pg

1-當前時刻儲氣罐壓力值pg

2-上一時刻儲氣罐壓力值

[0109]

實時計算單位時間蓄熱系統(tǒng)能量消耗量

[0110][0111]

vh1-當前蓄熱罐加熱介質(zhì)容積vh2-上一時刻蓄熱罐加熱介質(zhì)容積

[0112]

步驟3、實時計算儲氣能量消耗系數(shù)kg和蓄熱能量消耗系數(shù)kh[0113][0114]

式中：k

g-儲氣能量消耗系數(shù)

[0115][0116]

式中：k

h-蓄熱能量消耗系數(shù)

[0117]

步驟4、控制進氣調(diào)節(jié)閥和換熱調(diào)節(jié)閥，確保同時滿足兩個條件:儲氣能量消耗系數(shù)kg與蓄熱能量消耗系數(shù)kh相等，膨脹發(fā)電機發(fā)電功率等于電網(wǎng)調(diào)度下達功率。這樣保證機組儲氣能量消耗與蓄熱能量消耗同比例下降，停機時儲氣剩余發(fā)電能量和蓄熱剩余發(fā)電能量均為零，最大化利用系統(tǒng)能量。

[0118]

儲氣做功系統(tǒng)是壓縮空氣進入膨脹機做功?？刂茐嚎s空氣進氣調(diào)節(jié)閥開度sg，改變進入膨脹發(fā)電機內(nèi)部的壓縮空氣質(zhì)量流量mg，調(diào)節(jié)膨脹機壓縮空氣做功發(fā)電功率w

gu

。

[0119]wgu

＝mg×

(h

g-he)

[0120]

hg-當前儲氣罐空氣壓力、溫度、絕對濕度對應(yīng)的空氣焓值、he-當前末級膨脹機出口空氣壓力、溫度、絕對濕度對應(yīng)的焓值

[0121]

蓄熱做功系統(tǒng)時通過對壓縮空氣加熱，提高壓縮空氣進氣溫度，從而提高膨脹機做功能力?？刂茡Q熱調(diào)節(jié)閥改變換熱器換熱介質(zhì)質(zhì)量流量mh，改變進入膨脹發(fā)電機內(nèi)部的熱量，調(diào)節(jié)膨脹機蓄熱做功發(fā)電功率w

tu

。

[0122][0123]

hte0-熱泵出口加熱介質(zhì)壓力、溫度對應(yīng)的熱值、hte1.......hten-n級換熱器出口加熱介質(zhì)對應(yīng)的熱值、η

i-i級換熱器換熱效率

[0124]

控制進氣調(diào)節(jié)閥和換熱調(diào)節(jié)閥控制的目標函數(shù)為：

[0125][0126]

w-膨脹發(fā)電機發(fā)電功率wc-電網(wǎng)調(diào)度下達發(fā)電功率

[0127]

達到儲氣可用容量和蓄熱可用能量均消耗完畢，最大限度能量利用的目的。

[0128]

如圖1所示，控制進氣調(diào)節(jié)閥和換熱調(diào)節(jié)閥時，具體調(diào)節(jié)方法為：

[0129]

步驟4.1、建立并實時更新機組優(yōu)化運行參數(shù)數(shù)據(jù)庫x(w、pg、tg、th、sg、sh)。

[0130]

數(shù)據(jù)庫建立方法：在機組運行中實時采集當前時間刻度的一組數(shù)據(jù)，包括發(fā)電有

功功率w、儲氣罐壓力pg、儲氣罐溫度tg、蓄熱罐溫度th、進氣調(diào)節(jié)閥開度sg、換熱調(diào)節(jié)閥開度sh。

[0131]

數(shù)據(jù)采集單位時間為1min或2min，根據(jù)機組控制系統(tǒng)采樣周期和控制周期確定。

[0132]

首先進行數(shù)據(jù)合理性判斷，設(shè)置數(shù)據(jù)的合理值范圍：

[0133]

發(fā)電有功功率w合理范圍為：(0，最大發(fā)電功率wmax)，最大發(fā)電功率wmax設(shè)置為膨脹發(fā)電機最大發(fā)電功率值。

[0134]

儲氣罐壓力pg合理范圍為：(0，儲氣罐最高壓力值pg max)，儲氣罐最高壓力值pg max設(shè)置為儲氣罐設(shè)計最高壓力值。

[0135]

儲氣罐溫度tg合理范圍為：(儲氣罐最低溫度值tg min，儲氣罐最高溫度值tg max)，儲氣罐最低溫度值tg min設(shè)置為儲氣罐材質(zhì)所能承受的最低溫度，儲氣罐最高溫度值tg max設(shè)置為儲氣罐設(shè)計最高溫度值。

[0136]

蓄熱罐溫度th合理范圍為：(蓄熱罐最低溫度值th min，蓄熱罐最高溫度值th max)，蓄熱罐最低溫度值th min設(shè)置為蓄熱罐材質(zhì)所能承受的最低溫度，蓄熱罐最高溫度值th max設(shè)置為蓄熱罐設(shè)計最高溫度值。

[0137]

進氣調(diào)節(jié)閥開度sg合理范圍為：(0,100％)

[0138]

換熱調(diào)節(jié)閥開度sh合理范圍為：(0,100％)

[0139]

采集的數(shù)據(jù)先與合理值范圍進行比較，在合理范圍內(nèi)認為合格進行下一步比對，不在合理范圍內(nèi)認為數(shù)據(jù)不合格，該數(shù)據(jù)不采用。

[0140]

采集的數(shù)據(jù)先進行歷史比對，如數(shù)據(jù)庫中沒有同類數(shù)據(jù)直接錄入。

[0141]

同類數(shù)據(jù)是指發(fā)電有功功率w、儲氣罐壓力pg、儲氣罐溫度tg、蓄熱罐溫度th相同時的進氣調(diào)節(jié)閥開度sg、換熱調(diào)節(jié)閥開度sh值。

[0142]

數(shù)據(jù)庫在機組運行中實時采集信號并更新，將經(jīng)過步驟1采集到合格的信號數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫內(nèi)同類數(shù)據(jù)進行偏差比對，如大于偏差值認為數(shù)據(jù)不合格，該數(shù)據(jù)不采用。合格后的數(shù)據(jù)與已有同類數(shù)據(jù)進行加權(quán)平均后錄入。

[0143]

同類數(shù)據(jù)是指發(fā)電有功功率w、儲氣罐壓力pg、儲氣罐溫度tg、蓄熱罐溫度th相同時的進氣調(diào)節(jié)閥開度sg、換熱調(diào)節(jié)閥開度sh值。

[0144]

偏差值由人工設(shè)定，可以是絕對值或相對值。

[0145]

步驟4.2、接受電網(wǎng)調(diào)度下達的發(fā)電功率值wc，根據(jù)機組運行參數(shù)數(shù)據(jù)庫x(發(fā)電有功功率w、儲氣罐壓力pg、儲氣罐溫度tg、蓄熱罐溫度th、進氣調(diào)節(jié)閥開度sg、換熱調(diào)節(jié)閥開度sh)，得到進氣調(diào)節(jié)閥開度預設(shè)調(diào)節(jié)值sg＇、換熱調(diào)節(jié)閥開度預設(shè)調(diào)節(jié)值sh＇，輸出至調(diào)節(jié)系統(tǒng)?？刂婆蛎洐C進氣調(diào)節(jié)閥開度sg＇，膨脹發(fā)電機增加/減少進氣；控制換熱調(diào)節(jié)閥開度sh，膨脹發(fā)電機增加/減少熱量，最終發(fā)電機發(fā)電功率w變化。

[0146]

數(shù)據(jù)庫調(diào)用方法；根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度下達的發(fā)電功率值wc，查找數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)發(fā)電有功功率w、儲氣罐壓力pg、儲氣罐溫度tg、蓄熱罐溫度th所對應(yīng)的進氣調(diào)節(jié)閥開度sg、換熱調(diào)節(jié)閥開度sh，設(shè)置為進氣調(diào)節(jié)閥開度預設(shè)調(diào)節(jié)值sg＇、換熱調(diào)節(jié)閥開度預設(shè)調(diào)節(jié)值sh＇。

[0147]

當數(shù)據(jù)庫中沒有完全對應(yīng)的數(shù)據(jù)時，依次按照以下順序進行查找，當查找到對應(yīng)數(shù)據(jù)后不再繼續(xù)查找：

[0148]

1發(fā)電有功功率w、儲氣罐壓力pg、儲氣罐溫度tg、蓄熱罐溫度th所對應(yīng)的進氣調(diào)節(jié)閥開度sg、換熱調(diào)節(jié)閥開度sh

[0149]

2發(fā)電有功功率w、儲氣罐壓力pg、儲氣罐溫度tg所對應(yīng)的進氣調(diào)節(jié)閥開度sg、換熱調(diào)節(jié)閥開度sh

[0150]

3發(fā)電有功功率w、儲氣罐壓力pg所對應(yīng)的進氣調(diào)節(jié)閥開度sg、換熱調(diào)節(jié)閥開度sh

[0151]

4發(fā)電有功功率w所對應(yīng)的進氣調(diào)節(jié)閥開度sg、換熱調(diào)節(jié)閥開度sh

[0152]

步驟4.3、進行儲氣能量消耗系數(shù)kg和蓄熱能量消耗系數(shù)kh相等的調(diào)整。

[0153]

計算儲氣能量消耗系數(shù)kg和蓄熱能量消耗系數(shù)kh，進行判斷是否相等，如不相等，再進行儲氣能量消耗系數(shù)kg是否大于蓄熱能量消耗系數(shù)kh判斷，如儲氣能量消耗系數(shù)kg大于蓄熱能量消耗系數(shù)kh，則增加開啟進氣調(diào)節(jié)閥開度sg，減小換熱調(diào)節(jié)閥開度sh，如儲氣能量消耗系數(shù)kg小于蓄熱能量消耗系數(shù)kh，則減小進氣調(diào)節(jié)閥開度sg，增加換熱調(diào)節(jié)閥開度sh。

[0154]

每次調(diào)整(增加/減少)進氣調(diào)節(jié)閥開度sg的幅值為調(diào)節(jié)系統(tǒng)最小調(diào)節(jié)精度，因為進氣調(diào)節(jié)閥開度已經(jīng)通過預設(shè)開度sg＇進行了調(diào)整。

[0155]

每次調(diào)整(增加/減少)換熱調(diào)節(jié)閥開度sh的幅值為調(diào)節(jié)系統(tǒng)最小調(diào)節(jié)精度，因為換熱調(diào)節(jié)閥開度已經(jīng)通過預設(shè)開度sh＇進行了調(diào)整。

[0156]

直至儲氣能量消耗系數(shù)kg等于蓄熱能量消耗系數(shù)kh。

[0157]

步驟4.4、進行發(fā)電機發(fā)電功率值w和電網(wǎng)調(diào)度下達的發(fā)電功率值wc相等的調(diào)整。

[0158]

采集發(fā)電機發(fā)電功率值w，判斷是否等于電網(wǎng)調(diào)度下達的發(fā)電功率值wc。如不相等，再進行發(fā)電機發(fā)電功率值w是否大于電網(wǎng)調(diào)度下達的發(fā)電功率值wc，如發(fā)電機發(fā)電功率值w大于電網(wǎng)調(diào)度下達的發(fā)電功率值wc，則同時減小進氣調(diào)節(jié)閥開度sg和換熱調(diào)節(jié)閥開度sh。如發(fā)電機發(fā)電功率值w小于電網(wǎng)調(diào)度下達的發(fā)電功率值wc，則增加進氣調(diào)節(jié)閥開度sg和換熱調(diào)節(jié)閥開度sh。

[0159]

每次調(diào)整(增加/減少)進氣調(diào)節(jié)閥開度sg的幅值為調(diào)節(jié)系統(tǒng)最小調(diào)節(jié)精度，因為進氣調(diào)節(jié)閥開度已經(jīng)通過預設(shè)開度sg＇進行了調(diào)整。

[0160]

每次調(diào)整(增加/減少)換熱調(diào)節(jié)閥開度sh的幅值為調(diào)節(jié)系統(tǒng)最小調(diào)節(jié)精度，因為換熱調(diào)節(jié)閥開度已經(jīng)通過預設(shè)開度sh＇進行了調(diào)整。

[0161]

調(diào)整進氣調(diào)節(jié)閥開度sg和換熱調(diào)節(jié)閥開度sh后，再次進行第三步，儲氣能量消耗系數(shù)kg和蓄熱能量消耗系數(shù)kh相等的調(diào)整。

[0162]

步驟4.5、直至儲氣能量消耗系數(shù)kg和蓄熱能量消耗系數(shù)kh相等、發(fā)電機發(fā)電功率值w和電網(wǎng)調(diào)度下達的發(fā)電功率值wc相等同時滿足，調(diào)節(jié)結(jié)束。

[0163]

本發(fā)明優(yōu)點：

[0164]

1)膨脹發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電能量為儲氣罐壓縮空氣發(fā)電能量加上蓄熱罐熱量發(fā)電能量。通過構(gòu)建儲氣能量消耗系數(shù)kg和蓄熱能量消耗系數(shù)kh，反映系統(tǒng)能量消耗情況，直觀監(jiān)測發(fā)電系統(tǒng)中儲氣能量消耗和蓄熱消耗的平衡狀態(tài)。

[0165]

2)通過分別調(diào)節(jié)進氣調(diào)節(jié)閥開度sg和換熱調(diào)節(jié)閥開度sh，達到分別調(diào)整儲氣做功功率和蓄熱做功功率的目的。

[0166]

3)設(shè)置目標函數(shù):

[0167]

[0168]

在滿足電網(wǎng)調(diào)度功率控制的同時，通過儲氣能量消耗系數(shù)kg等于蓄熱能量消耗系數(shù)kh，合理分配儲氣發(fā)電能量和蓄熱發(fā)電能量，達到最大化利用能量的目的。

[0169]

4)提出了優(yōu)化運行參數(shù)數(shù)據(jù)庫x(w、pg、tg、th、sg、sh)的建立和更新方法，確定優(yōu)化控制相關(guān)參數(shù)，為優(yōu)化控制奠定基礎(chǔ)。

[0170]

5)通過多層次數(shù)據(jù)庫調(diào)用方法，設(shè)置最恰當?shù)倪M氣調(diào)節(jié)閥開度預設(shè)調(diào)節(jié)值sg＇、換熱調(diào)節(jié)閥開度預設(shè)調(diào)節(jié)值sh＇，提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)速度和精度。

[0171]

6)本發(fā)明適用于非補燃式壓縮空氣儲能系統(tǒng)。技術(shù)特征：

1.一種壓縮空氣儲能系統(tǒng)優(yōu)化運行控制方法，其特征在于：所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)為非補燃式壓縮空氣儲能系統(tǒng)，所述控制方法包括：步驟1、確定儲氣發(fā)電最低壓力和蓄熱罐最低液位，計算儲氣和蓄熱總可用發(fā)電能量；步驟2、實時計算單位時間儲氣和蓄熱系統(tǒng)能量消耗量；步驟3、實時計算儲氣能量消耗系數(shù)k

g

和蓄熱能量消耗系數(shù)k

h

；步驟4、調(diào)節(jié)進氣調(diào)節(jié)閥和換熱調(diào)節(jié)閥，確保同時滿足：儲氣能量消耗系數(shù)k

g

與蓄熱能量消耗系數(shù)k

h

相等，膨脹發(fā)電機發(fā)電功率等于電網(wǎng)調(diào)度下達功率；這樣保證機組儲氣能量消耗與蓄熱能量消耗同比例下降，停機時儲氣剩余發(fā)電能量和蓄熱剩余發(fā)電能量均為零。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓縮空氣儲能系統(tǒng)優(yōu)化運行控制方法，其特征在于：步驟1所述計算儲氣和蓄熱總可用發(fā)電能量的方法為：計算儲氣罐總可用發(fā)電能量：apgu＝(((pgg-pgl)/pgl)*vg*ρg*(hgg-hge))式中：apgu為儲氣罐總可用發(fā)電能量、pgg為開始發(fā)電時儲氣罐壓力、pgl為儲氣罐最低做功壓力、vg為儲氣罐容積、ρg為壓縮空氣密度、hgg為開始發(fā)電時儲氣罐空氣壓力、溫度和絕對濕度對應(yīng)的空氣焓值、hge為末級膨脹機出口空氣壓力、溫度和絕對濕度對應(yīng)的焓值；確定儲氣罐最低做功壓力pgl的方法為：式中：sg為進氣調(diào)節(jié)閥開度、w為發(fā)電有功功率；當儲氣罐壓力達到最低做功壓力pgl時，儲氣做功能力為零，需停止系統(tǒng)運行；計算蓄熱罐總可用發(fā)電能量：式中：aptu為蓄熱罐總可用發(fā)電能量、vu為加熱介質(zhì)可用體積容量、hte0為熱泵出口加熱介質(zhì)壓力和溫度對應(yīng)的熱值、hte1.......hten為n級換熱器出口加熱介質(zhì)對應(yīng)的熱值、η

i

為i級換熱器換熱效率；加熱介質(zhì)可用體積容量vu的計算方法為根據(jù)蓄熱罐開始發(fā)電時的液位lg減去最低運行液位l

l

，通過蓄熱罐形狀，進行計算；確定蓄熱罐最低運行液位l

l

方法為：l

l

＝npsh；式中：npsh為熱泵最低汽蝕余量，單位m；如蓄熱罐為圓柱體形狀，截面積半徑為r，則：v

u

＝(π

×

r2)

×

(l

g-l

l

)當蓄熱罐液位等于最低運行液位時，蓄熱做功能力為零，需停止系統(tǒng)運行。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓縮空氣儲能系統(tǒng)優(yōu)化運行控制方法，其特征在于：步驟2所述實時計算單位時間儲氣和蓄熱系統(tǒng)能量消耗量的方法為：數(shù)據(jù)采集單位時間根據(jù)機組控制系統(tǒng)采樣周期和控制周期確定；實時計算單位時間儲氣系統(tǒng)能量消耗量：

δapgu＝((pg2-pg1)/pg1)*v*ρg*(hgg-hge))pg1為當前時刻儲氣罐壓力值；pg2為上一時刻儲氣罐壓力值；實時計算單位時間蓄熱系統(tǒng)能量消耗量：vh1為當前蓄熱罐加熱介質(zhì)容積；vh2為上一時刻蓄熱罐加熱介質(zhì)容積。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓縮空氣儲能系統(tǒng)優(yōu)化運行控制方法，其特征在于：所述實時計算儲氣能量消耗系數(shù)k

g

和蓄熱能量消耗系數(shù)k

h

的方法為：式中k

g

為儲氣能量消耗系數(shù)；式中k

h

為蓄熱能量消耗系數(shù)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓縮空氣儲能系統(tǒng)優(yōu)化運行控制方法，其特征在于：步驟4所述確保同時滿足：儲氣能量消耗系數(shù)k

g

與蓄熱能量消耗系數(shù)k

h

相等，膨脹發(fā)電機發(fā)電功率等于電網(wǎng)調(diào)度下達功率；這樣保證機組儲氣能量消耗與蓄熱能量消耗同比例下降，停機時儲氣剩余發(fā)電能量和蓄熱剩余發(fā)電能量均為零的方法為：儲氣做功系統(tǒng)是壓縮空氣進入膨脹機做功?？刂茐嚎s空氣進氣調(diào)節(jié)閥開度sg，改變進入膨脹發(fā)電機內(nèi)部的壓縮空氣質(zhì)量流量m

g

，調(diào)節(jié)膨脹機壓縮空氣做功發(fā)電功率w

gu

w

gu

＝m

g

×

(h

g-h

e

)hg為當前儲氣罐空氣壓力、溫度、絕對濕度對應(yīng)的空氣焓值、he為當前末級膨脹機出口空氣壓力、溫度、絕對濕度對應(yīng)的焓值；蓄熱做功系統(tǒng)時通過對壓縮空氣加熱，提高壓縮空氣進氣溫度，從而提高膨脹機做功能力；控制換熱調(diào)節(jié)閥改變換熱器換熱介質(zhì)質(zhì)量流量m

h

，改變進入膨脹發(fā)電機內(nèi)部的熱量，調(diào)節(jié)膨脹機蓄熱做功發(fā)電功率w

tu

hte0為熱泵出口加熱介質(zhì)壓力、溫度對應(yīng)的熱值、hte1.......hten為n級換熱器出口加熱介質(zhì)對應(yīng)的熱值、η

i

為i級換熱器換熱效率；控制進氣調(diào)節(jié)閥和換熱調(diào)節(jié)閥控制的目標函數(shù)為：w為膨脹發(fā)電機發(fā)電功率wc為電網(wǎng)調(diào)度下達發(fā)電功率。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓縮空氣儲能系統(tǒng)優(yōu)化運行控制方法，其特征在于：調(diào)節(jié)進氣調(diào)節(jié)閥和換熱調(diào)節(jié)閥的方法包括：步驟4.1、建立并實時更新機組優(yōu)化運行參數(shù)數(shù)據(jù)庫x(發(fā)電有功功率w、儲氣罐壓力pg、儲氣罐溫度tg、蓄熱罐溫度th、進氣調(diào)節(jié)閥開度sg、換熱調(diào)節(jié)閥開度sh)；步驟4.2、接受電網(wǎng)調(diào)度下達的發(fā)電功率值wc，根據(jù)機組運行參數(shù)數(shù)據(jù)庫x(發(fā)電有功功率w、儲氣罐壓力pg、儲氣罐溫度tg、蓄熱罐溫度th、進氣調(diào)節(jié)閥開度sg、換熱調(diào)節(jié)閥開度sh)得到進氣調(diào)節(jié)閥開度預設(shè)調(diào)節(jié)值sg＇、換熱調(diào)節(jié)閥開度預設(shè)調(diào)節(jié)值sh＇，輸出至調(diào)節(jié)系統(tǒng)；控制膨脹機進氣調(diào)節(jié)閥開度sg＇，膨脹發(fā)電機增加或減少進氣；控制換熱調(diào)節(jié)閥開度sh，膨脹發(fā)電機增加/減少熱量，最終發(fā)電機發(fā)電功率w變化；步驟4.3、進行儲氣能量消耗系數(shù)k

g

和蓄熱能量消耗系數(shù)k

h

相等的調(diào)整；步驟4.4、進行發(fā)電機發(fā)電功率值w和電網(wǎng)調(diào)度下達的發(fā)電功率值wc相等的調(diào)整；步驟4.5、直至儲氣能量消耗系數(shù)k

g

和蓄熱能量消耗系數(shù)k

h

相等、發(fā)電機發(fā)電功率值w和電網(wǎng)調(diào)度下達的發(fā)電功率值wc相等同時滿足，調(diào)節(jié)結(jié)束。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種壓縮空氣儲能系統(tǒng)優(yōu)化運行控制方法，其特征在于：所述參數(shù)數(shù)據(jù)庫的建立方法為：步驟4.1.1、在機組運行中實時采集當前時間刻度的一組數(shù)據(jù)，包括發(fā)電有功功率w、儲氣罐壓力pg、儲氣罐溫度tg、蓄熱罐溫度th、進氣調(diào)節(jié)閥開度sg和換熱調(diào)節(jié)閥開度sh；數(shù)據(jù)采集單位時間為1min或2min；步驟4.1.2、進行數(shù)據(jù)合理性判斷，設(shè)置數(shù)據(jù)的合理值范圍；采集的數(shù)據(jù)先與合理值范圍進行比較，在合理范圍內(nèi)認為合格進行下一步比對，不在合理范圍內(nèi)認為數(shù)據(jù)不合格，該數(shù)據(jù)不采用；步驟4.1.3、將采集的數(shù)據(jù)進行歷史比對，如數(shù)據(jù)庫中沒有同類數(shù)據(jù)直接錄入；同類數(shù)據(jù)是指發(fā)電有功功率w、儲氣罐壓力pg、儲氣罐溫度tg、蓄熱罐溫度th相同時的進氣調(diào)節(jié)閥開度sg和換熱調(diào)節(jié)閥開度sh值；步驟4.1.4、數(shù)據(jù)庫在機組運行中實時采集信號并更新，將采集到合格的信號數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫內(nèi)同類數(shù)據(jù)進行偏差比對，如大于偏差值認為數(shù)據(jù)不合格，該數(shù)據(jù)不采用；合格后的數(shù)據(jù)與已有同類數(shù)據(jù)進行加權(quán)平均后錄入。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種壓縮空氣儲能系統(tǒng)優(yōu)化運行控制方法，其特征在于：步驟4.2中參數(shù)數(shù)據(jù)庫x的調(diào)用方法為：根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度下達的發(fā)電功率值wc，查找數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)發(fā)電有功功率w、儲氣罐壓力pg、儲氣罐溫度tg、蓄熱罐溫度th所對應(yīng)的進氣調(diào)節(jié)閥開度sg、換熱調(diào)節(jié)閥開度sh，設(shè)置為進氣調(diào)節(jié)閥開度預設(shè)調(diào)節(jié)值sg＇、換熱調(diào)節(jié)閥開度預設(shè)調(diào)節(jié)值sh＇；當數(shù)據(jù)庫中沒有完全對應(yīng)的數(shù)據(jù)時，依次按照查找順序進行查找，當查找到對應(yīng)數(shù)據(jù)后不再繼續(xù)查找；所述查找順序為：發(fā)電有功功率w、儲氣罐壓力pg、儲氣罐溫度tg、蓄熱罐溫度th所對應(yīng)的進氣調(diào)節(jié)閥開度sg、換熱調(diào)節(jié)閥開度sh；發(fā)電有功功率w、儲氣罐壓力pg、儲氣罐溫度tg所對應(yīng)的進氣調(diào)節(jié)閥開度sg、換熱調(diào)節(jié)閥開度sh；發(fā)電有功功率w、儲氣罐壓力pg所對應(yīng)的進氣調(diào)節(jié)閥開度sg、換熱調(diào)節(jié)閥開度sh；發(fā)電有功功率w所對應(yīng)的進氣調(diào)節(jié)閥開度sg、換熱調(diào)節(jié)閥開度sh。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種壓縮空氣儲能系統(tǒng)優(yōu)化運行控制方法，其特征在于：步驟4.3所述進行儲氣能量消耗系數(shù)k

g

和蓄熱能量消耗系數(shù)k

h

相等的調(diào)整的方法為：計算儲氣能量消耗系數(shù)k

g

和蓄熱能量消耗系數(shù)k

h

，進行判斷是否相等，如不相等，再進行儲氣能量消耗系數(shù)k

g

是否大于蓄熱能量消耗系數(shù)k

h

判斷，如儲氣能量消耗系數(shù)k

g

大于蓄熱能量消耗系數(shù)k

h

，則增加開啟進氣調(diào)節(jié)閥開度sg，減小換熱調(diào)節(jié)閥開度sh，如儲氣能量消耗系數(shù)k

g

小于蓄熱能量消耗系數(shù)k

h

，則減小進氣調(diào)節(jié)閥開度sg，增加換熱調(diào)節(jié)閥開度sh。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種壓縮空氣儲能系統(tǒng)優(yōu)化運行控制方法，其特征在于：步驟4.4所述進行發(fā)電機發(fā)電功率值w和電網(wǎng)調(diào)度下達的發(fā)電功率值wc相等的調(diào)整的方法為：采集發(fā)電機發(fā)電功率值w，判斷是否等于電網(wǎng)調(diào)度下達的發(fā)電功率值wc。如不相等，再進行發(fā)電機發(fā)電功率值w是否大于電網(wǎng)調(diào)度下達的發(fā)電功率值wc，如發(fā)電機發(fā)電功率值w大于電網(wǎng)調(diào)度下達的發(fā)電功率值wc，則同時減小進氣調(diào)節(jié)閥開度sg和換熱調(diào)節(jié)閥開度sh。如發(fā)電機發(fā)電功率值w小于電網(wǎng)調(diào)度下達的發(fā)電功率值wc，則增加進氣調(diào)節(jié)閥開度sg和換熱調(diào)節(jié)閥開度sh。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種壓縮空氣儲能系統(tǒng)優(yōu)化運行控制方法，所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)為非補燃式壓縮空氣儲能系統(tǒng)，所述控制方法包括：確定儲氣發(fā)電最低壓力和蓄熱罐最低液位，計算儲氣和蓄熱總可用發(fā)電能量；實時計算單位時間儲氣和蓄熱系統(tǒng)能量消耗量；實時計算儲氣能量消耗系數(shù)和蓄熱能量消耗系數(shù)；調(diào)節(jié)進氣調(diào)節(jié)閥和換熱調(diào)節(jié)閥，保證機組儲氣能量消耗與蓄熱能量消耗同比例下降，停機時儲氣剩余發(fā)電能量和蓄熱剩余發(fā)電能量均為零；解決了現(xiàn)有技術(shù)中壓縮空氣儲能系統(tǒng)會出現(xiàn)儲氣發(fā)電能量消耗完畢必須停機而蓄熱發(fā)電能量還剩余，或者蓄熱發(fā)電能量消耗完畢必須停機而儲氣發(fā)電能量還剩余等不能最大化利用能量的技術(shù)問題。能最大化利用能量的技術(shù)問題。能最大化利用能量的技術(shù)問題。

技術(shù)研發(fā)人員：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

受保護的技術(shù)使用者：貴州電網(wǎng)有限責任公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.03.03

技術(shù)公布日：2022/5/30