一种压缩空气储能系统储能罐体容积计算方法及应用与流程

本发明公开了一种压缩空气储能系统储能罐体容积计算方法及应用，属于新型储能。

背景技术：

1、压缩空气储能（compressed-air energy storage, caes）是一种基于燃气轮机发展而产生的储能技术。压缩空气储能系统分为储能和释能两个基本工作过程，它的工作原理是在电网负荷低谷期，电动机驱动压缩机将由环境中吸取的空气压缩至高压状态并存入储气室，电能在该过程中转化为压缩空气的内能存储起来；在电网负荷高峰期，储气室中存储的压缩空气进入膨胀机中膨胀做功发电，压缩空气中的内能和势能在该过程重新转化为电能。

2、通常，压缩空气储能系统通过冷水罐和热水罐来充分利用系统中的余热，即将冷水罐中的水流经过储能侧冷却器，换走压缩机中空气压缩产生的热量，以热水的形式储存在热水罐中；释能时，再将热水罐中的热水的热量通过释能侧换热器换出来，用以加热膨胀机中的空气，热量换出来后的冷水则回流至冷水罐中等待下一次的循环。该过程充分利用了系统中的余热，节约了能源的消耗，降低了系统成本，提高了整个系统的效率。

3、随着压缩空气储能技术的迅速发展和应用规模的不断扩大，对系统各节点参数的精确计算需求日益凸显。目前，压缩空气储能系统主要依赖模型软件进行参数调整，但这些软件通常只能模拟部分模型的设计参数，无法揭示系统内部各模型具体的计算方法和计算流程。这不仅给工程设计带来困扰，更难以满足系统优化的要求。其中，储气罐、冷水罐和热水罐容积的精确计算尤为关键，它们对于压缩空气储能系统的整体设计和优化至关重要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种压缩空气储能系统储能罐体容积计算方法及应用以解决现有技术中压缩空气储能系统通过模型软件进行参数调整，以进行模拟获得项目设计参数。但无法了解系统内部各罐体的计算方法，继而无法达到清晰的设计目标的技术问题。为实现上述目的，本发明提出了一种压缩空气储能系统储能罐体容积计算方法及应用，具体方案如下：

2、第一方面，一种压缩空气储能系统储能罐体容积计算方法，包括：

3、步骤1、获取压缩空气储能系统的工况参数；

4、步骤2、根据所述工况参数确定所述压缩空气储能系统换能过程中流至罐体的质量流量；

5、步骤3、根据储能罐体内的介质密度、所述质量流量和循环时长确定储能罐体的容积。

6、优选的，所述储能罐体为储气罐体，所述步骤2具体包括：

7、确定所述压缩空气储能系统中多级气体处理设备的总耗功；

8、根据所述多级气体处理设备的总轴功率和所述总耗功确定换能过程中的空气质量流量。

9、优选的，确定所述压缩空气储能系统中多级气体处理设备的总耗功，具体包括：

10、根据所述压缩空气储能系统中每级气体处理设备的设备参数及空气入口温度确定每级所述气体处理设备的耗功；

11、根据每级所述气体处理设备的耗功确定多级所述气体处理设备的总耗功。

12、优选的，所述步骤3具体包括：

13、获取换能过程中所述储气罐体内的空气初密度和空气终密度；

14、根据所述空气质量流量、循环时长、所述空气初密度和所述空气终密度确定所述储气罐体的容积。

15、优选的，所述储能罐体为储热罐体，所述步骤2具体包括：

16、确定所述压缩空气储能系统中介质通过多级换热装置的总介质质量流量。

17、优选的，确定所述压缩空气储能系统中介质通过多级换热装置的总介质质量流量，具体包括：

18、获取每级所述换热装置的换热量及所述压缩空气储能系统中介质通过每级换热装置前后的介质焓值；

19、根据所述换热量和所述介质焓值确定每级所述换热装置的介质质量流量，并确定多级所述换热装置的总介质质量流量。

20、优选的，获取每级所述换热装置的换热量，具体包括：

21、确定所述压缩空气储能系统中空气通过每级换热装置前后的空气焓值；

22、根据所述空气焓值和所述空气质量流量确定所述换热量。

23、优选的，所述步骤3具体包括：

24、根据储热罐体内的液体介质密度、所述总介质质量流量和循环时长确定储热罐体的容积。

25、第二方面，本发明提供一种计算机设备，包括至少一个处理器、至少一个存储器；

26、所述处理器与所述存储器通信连接；

27、所述存储器存储有可被所述处理器执行的计算机程序指令，所述处理器调用所述计算机程序指令能够执行如第一方面所述的方法。

28、第三方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序指令，所述计算机程序指令执行如第一方面所述的方法。

29、有益效果：本发明从工程项目建设的实际出发，依次推导出整个储能系统各节点的参数。这种方法不仅贴近工程实际，而且能够确保计算结果的准确性和可靠性，为储能系统的优化设计提供了坚实的数据支撑。本发明所提的计算方法具有广泛的适用性。无论是储气罐体还是储热罐体，无论是空气的质量流量还是液体的质量流量，本发明都能提供有效的计算途径。这种灵活性使得本方法能够适应不同类型、不同规模的压缩空气储能系统，为工程实践提供了极大的便利。

30、此外，本发明还有助于提高压缩空气储能系统的能效和稳定性。通过对各节点参数的精确计算，可以更加精准地控制储能系统的运行过程，减少能量损失，提高能量转换效率。同时，对储能罐体容积的准确计算，有助于确保系统在储能、释能过程中的平稳运行，提升整个系统的稳定性和可靠性。

技术特征：

1.一种压缩空气储能系统储能罐体容积计算方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的储能罐体容积计算方法，其特征在于，所述储能罐体为储气罐体，所述步骤2具体包括：

3.根据权利要求2所述的储能罐体容积计算方法，其特征在于，确定所述压缩空气储能系统中多级气体处理设备的总耗功，具体包括：

4.根据权利要求2所述的储能罐体容积计算方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：

5.根据权利要求2所述的储能罐体容积计算方法，其特征在于，所述储能罐体为储热罐体，所述步骤2具体包括：

6.根据权利要求5所述的储能罐体容积计算方法，其特征在于，确定所述压缩空气储能系统中介质通过多级换热装置的总介质质量流量，具体包括：

7.根据权利要求6所述的储能罐体容积计算方法，其特征在于，获取每级所述换热装置的换热量，具体包括：

8.根据权利要求7所述的储能罐体容积计算方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：

9.一种计算机设备，其特征在于，包括至少一个处理器、至少一个存储器；

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序指令，所述计算机程序指令执行如权利要求1-8任一项所述的方法。

技术总结
本发明属于新型储能技术领域，公开了一种压缩空气储能系统储能罐体容积计算方法及应用。获取压缩空气储能系统的工况参数；根据工况参数确定压缩空气储能系统换能过程中流至罐体的质量流量；根据储能罐体内的介质密度、质量流量和循环时长确定储能罐体的容积。本发明提出了一种全新的、系统化的计算方案。不仅丰富了压缩空气储能系统的理论体系，也为该领域的技术进步和产业发展提供了新的思路和方向。本发明关于压缩空气储能系统中各节点参数及储能罐体容积的计算方法具有显著的有益效果，不仅提高了计算精度和效率，还为储能系统的优化设计、能效提升以及稳定运行提供了有力的支持。

技术研发人员：王众正,于博旭,王相合,王彦文,彭怀午,徐超,廖志荣,牛东圣
受保护的技术使用者：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/13