一种分布式压缩空气储能系统及其透平发电控制方法技术方案

本发明专利技术的实施例提供了一种分布式压缩空气储能系统及其透平发电控制方法，涉及储能技术领域，本发明专利技术实施例是在确定释气罐后，以均衡节流压差Pti满足预设条件为找寻目标以确定受气罐，而非常规技术中直接将释气罐的气体释放至其余储气罐或大气中，这种首先确立受气罐，再进行透平操作的方式，可充分利用分布式压缩空气储能系统在释能过程中的空气余压，提高系统发电效率，在此基础上还可大幅降低分布式压缩空气储能系统释能过程中透平机在不同储罐之间的切换次数，从而降低透平控制的难度，有助于推进分布式压缩空气储能系统的工程化应用。化应用。化应用。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式压缩空气储能系统及其透平发电控制方法


[0001]本专利技术涉及储能
，具体而言，涉及一种分布式压缩空气储能系统及其透平发电控制方法。

技术介绍

[0002]随着能源供应、能源需求的多元化发展，综合能源系统将是未来能源利用的重要载体。储能技术是提高可再生能源电力系统运行稳定性，促进多种能源融合与交互转变的重要技术手段。通过在综合能源系统中配置储能系统可以有效平抑可再生能源输出功率的波动，提高可再生能源渗透率和综合能源利用率。
[0003]分布式压缩空气储能系统采用了单级压缩机接力增压的压缩模式，实现了系统的小型化和储能密度的提升，具有可多地域灵活布置，多场景灵活应用的优势，是适用于综合能源系统的理想储能技术。然而，单级压缩机接力增压的压缩方式也意味着分布式压缩空气储能系统的储气子系统由多个储气压力不同的储气罐组成，给分布式压缩空气储能系统的透平控制带来了较大的难度，普遍存在释能过程中透平机在不同压力储罐之间的切换次数频繁，透平控制难度大的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的包括，例如，提供了一种分布式压缩空气储能系统及其透平发电控制方法，其可充分利用分布式压缩空气储能系统在释能过程中的空气余压，提高系统发电效率，在此基础上还可大幅降低分布式压缩空气储能系统释能过程中透平机在不同储罐之间的切换次数，从而降低透平控制的难度，有助于推进分布式压缩空气储能系统的工程化应用。
[0005]本专利技术的实施例可以这样实现：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种分布式压缩空气储能系统透平发电控制方法，包括：
[0007]对多个储气罐按照压力由小到大按照1
‑
n进行编号，形成编号集；
[0008]从所述编号集中设定i号罐为释气罐，并标记其压力为Pi，其中，i号罐由n号罐开始依次遍历；
[0009]从所述编号集中设定j号罐为受气罐，并标记其压力为Pj，其中，j号罐由n号罐开始依次遍历，且i号罐和j号罐之间的均衡节流压差Pti满足预设条件；
[0010]完成所述释气罐和所述受气罐之间的透平；
[0011]其中，i号罐和j号罐之间的均衡节流压差Pti由i号罐的压力和j号罐的压力确定。
[0012]在可选的实施方式中，设定j号罐为受气罐的步骤，包括：
[0013]预先设定压力仅次于Pi的j号罐为预设罐，标记其压力为Pj；
[0014]计算i号罐和j号罐之间的均衡节流压差Pti；
[0015]若i号罐和j号罐之间的均衡节流压差Pti满足预设条件，则设定预设罐为受气罐；
[0016]若i号罐和j号罐之间的均衡节流压差Pti不满足预设条件，则设定j＝j
‑
1并重复
以上步骤。
[0017]在可选的实施方式中，计算i号罐和j号罐之间的均衡节流压差Pti的步骤，包括：
[0018]按照以下公式计算均衡节流压差Pti：
[0019]Pti＝(Pi
×
Vi+Pj
×
Vj)/(b
×
Vj+Vi)；
[0020]其中，Vi为i号罐的储气体积，Vj为j号罐的储气体积，b为透平比。
[0021]在可选的实施方式中，所述预设条件包括：Pi>Pti并且Pti
×
b>Pj。
[0022]在可选的实施方式中，计算i号罐和j号罐之间的均衡节流压差Pti的步骤之后，所述方法还包括：
[0023]若i号罐和j号罐之间的均衡节流压差Pti不满足预设条件，且j等于1，i大于1，则设定i＝i
‑
1并重复计算步骤；
[0024]若i号罐和j号罐之间的均衡节流压差Pti不满足预设条件，且j等于1，i等于1，则将i号罐剔出所述编号集，并重复编号步骤。
[0025]在可选的实施方式中，在对n个储气罐按照压力由小到大按照1
‑
n进行编号的步骤之后，所述方法还包括：
[0026]若n个储气罐的压力均小于或等于最低节流压力Pm，则结束透平过程。
[0027]在可选的实施方式中，在完成所述释气罐和所述受气罐之间的透平的步骤之后，所述方法还包括：
[0028]若j大于1，则设定j＝j
‑
1，并重复计算步骤；
[0029]若j等于1，且i大于1，则设定i＝i
‑
1并重复设定预设罐的步骤；
[0030]若j等于1，且i等于1，则将i号罐透平至最低节流压力Pm之下，将i号罐剔出所述编号集，并重复编号步骤。
[0031]在可选的实施方式中，将i号罐透平至最低节流压力Pm之下的步骤，包括：
[0032]以节流压力Pt将i号罐内存储的空气向外界透平；
[0033]其中，节流压力Pt＝Pa/b，Pa为环境压力，b为透平比。
[0034]第二方面，本专利技术提供一种分布式压缩空气储能系统，适用于如前述实施方式任一项所述的分布式压缩空气储能系统透平发电控制方法，所述分布式压缩空气储能系统包括单级透平机和多个储气罐，多个所述储气罐与所述单级透平机形成循环回路，多个所述储气罐择一向所述单级透平机的入口供气，空气进入所述单级透平机透平做功后再择一注入所述储气罐或排入外界。
[0035]在可选的实施方式中，所述分布式压缩空气储能系统还包括单级压缩机，所述单级压缩机与多个所述储气罐形成循环回路，用于将空气压缩后择一注入所述储气罐。
[0036]本专利技术实施例的有益效果包括，例如：
[0037]本专利技术提供的布式储能系统及其透平发电控制方法，其首先对多个储气管进行编号，按照压力从小到大编号1
‑
n，形成编号集，然后从该编号集中设定i号罐为释气罐，i号罐由n号罐开始依次遍历，然后从该编号集中设定j号罐为受气罐，j号罐也由n号罐开始依次遍历，并且i号罐和j号罐之间的均衡节流压差Pti满足预设条件，最后完成释气罐和受气罐之间的透平，实现透平发电。也就是说，本专利技术实施例是在确定释气罐后，以均衡节流压差Pti满足预设条件为找寻目标以确定受气罐，而非常规技术中直接将释气罐的气体释放至其余储气罐或大气中，这种首先确立受气罐，再进行透平操作的方式，可充分利用分布式压
缩空气储能系统在释能过程中的空气余压，提高系统发电效率，在此基础上还可大幅降低分布式压缩空气储能系统释能过程中透平机在不同储罐之间的切换次数，从而降低透平控制的难度，有助于推进分布式压缩空气储能系统的工程化应用。
附图说明
[0038]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0039]图1为本专利技术实施例提供的分布式压缩空气储能系统的结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式压缩空气储能系统透平发电控制方法，其特征在于，包括：对多个储气罐按照压力由小到大按照1
‑
n进行编号，形成编号集；从所述编号集中设定i号罐为释气罐，并标记其压力为Pi，其中，i号罐由n开始依次遍历；从所述编号集中设定j号罐为受气罐，并标记其压力为Pj，其中，j号罐由n开始依次遍历，且i号罐和j号罐之间的均衡节流压差Pti满足预设条件；完成所述释气罐和所述受气罐之间的透平；其中，i号罐和j号罐之间的均衡节流压差Pti由i号罐的压力和j号罐的压力确定。2.根据权利要求1所述的分布式压缩空气储能系统透平发电控制方法，其特征在于，设定j号罐为受气罐的步骤，包括：预先设定压力仅次于Pi的j号罐为预设罐，标记其压力为Pj；计算i号罐和j号罐之间的均衡节流压差Pti；若i号罐和j号罐之间的均衡节流压差Pti满足预设条件，则设定预设罐为受气罐；若i号罐和j号罐之间的均衡节流压差Pti不满足预设条件，则设定j＝j
‑
1并重复设定预定罐的步骤。3.根据权利要求2所述的分布式压缩空气储能系统透平发电控制方法，其特征在于，计算i号罐和j号罐之间的均衡节流压差Pti的步骤，包括：按照以下公式计算均衡节流压差Pti：Pti＝(Pi
×
Vi+Pj
×
Vj)/(b
×
Vj+Vi)；其中，Vi为i号罐的储气体积，Vj为j号罐的储气体积，b为透平比。4.根据权利要求3所述的分布式压缩空气储能系统透平发电控制方法，其特征在于，所述预设条件包括：Pi>Pti并且Pti
×
b>Pj。5.根据权利要求2所述的分布式压缩空气储能系统透平发电控制方法，其特征在于，计算i号罐和j号罐之间的均衡节流压差Pti的步骤之后，所述方法还包括：若i号罐和j号罐之间的均衡节流压差Pti不满足预设条件，且j等于1，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑天文，梅生伟，陈来军，张跃，
申请(专利权)人：清华四川能源互联网研究院，
类型：发明
国别省市：