一种压缩空气储能电站经济性评价方法技术

本发明专利技术公开了一种压缩空气储能电站经济性评价方法，压缩空气储能技术领域，方法包括：设置压缩空气储能电站的基础参数，并对所述压缩空气储能电站进行配置；根据所述配置，计算所述压缩空气储能电站的热力系统；根据所述热力系统，计算机组的能量转换效率；根据所述机组的能量转换效率，结合所述压缩空气储能电站的造价，对所述压缩空气储能电站进行经济性评价。该方法能够根据机组的能量转换效率，结合压缩空气储能电站的造价，对压缩空气储能电站进行经济性评价。进行经济性评价。进行经济性评价。

【技术实现步骤摘要】
一种压缩空气储能电站经济性评价方法


[0001]本专利技术涉及一种压缩空气储能电站经济性评价方法，属于压缩空气储能


技术介绍

[0002]新型储能技术在碳达峰碳中和过程中将发挥重要作用。随着新型储能技术创新能力的提高，核心技术装备自主可控水平大幅提升，在高安全、低成本、高可靠、长寿命等方面取得长足进步。
[0003]在诸多新型储能技术中，压缩空气储能(Compressed Air Energy Storage，CAES)是一种间接性、大型物理储能技术，在电网负荷低谷期间，通过压缩机压缩空气，将电能转化为压缩势能存储起来；在电网高负荷期间放出储气库内高压气体，驱动发电机发电。压缩空气储能技术路线有补燃式和非补燃式，其中非补燃式又可分为无外部热源式(高温绝热压缩、中低温绝热压缩)和有外部热源式(光热、工业余热等)。同等规模容量下，非补燃式的系统能量转换效率高于补燃式，且排放无污染，属于环境友好型。压缩空气储能和抽水蓄能一样，能够解决大容量储能问题，与电磁储能和化学储能相比，具有使用寿命长、维修方便等显著优点。开发大型压缩空气储能系统，已经成为与间歇性可再生能源发电配套的重要选项。
[0004]压缩空气储能电站主机参数的选择和储气库边界条件的确定存在较为密切的耦合关系，对机组整体的经济性评价起到决定性的作用。因此，针对明确的储气库边界条件，需要对压缩空气储能电站进行系统集成优化设计，选择兼顾效率和经济性的方案，确保机组在储能市场以更低的投资获取更多的收益。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种压缩空气储能电站经济性评价方法，能够根据机组的能量转换效率，结合压缩空气储能电站的造价，对压缩空气储能电站进行经济性评价。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种压缩空气储能电站经济性评价方法，包括：
[0008]设置压缩空气储能电站的基础参数，并对所述压缩空气储能电站进行配置；
[0009]根据所述配置，计算所述压缩空气储能电站的热力系统；
[0010]根据所述热力系统，计算机组的能量转换效率；
[0011]根据所述机组的能量转换效率，结合所述压缩空气储能电站的造价，对所述压缩空气储能电站进行经济性评价。
[0012]进一步的，设置压缩空气储能电站的基础参数，并对所述压缩空气储能电站进行配置包括：
[0013]设置压缩空气储能电站的装机容量、储能时长和释能时长；
[0014]选取储气库，并设置储气库的压力波动范围；
[0015]对所述压缩空气储能电站的储热介质的温度区间、储换热系统的传热端差以及阻力损失进行配置。
[0016]进一步的，储能时选取谷电储能，设置储能时长为8小时，设置释能时长为4～6小时。
[0017]进一步的，选取废弃盐穴或人工硐室作为储气库，选取废弃盐穴作为储气库的压力波动范围设置为1.5～2.5MPa，选取人工硐室作为储气库的压力波动范围设置为5～8MPa。
[0018]进一步的，所述热力系统的计算公式如公式(1)所示：
[0019][0020]公式(1)中，i为第i段压缩机，k为压缩机段数，n为压缩机多变指数，P
cin,i
为第i段压缩机的进口压力，P
cout,i
为第i段压缩机的出口压力，T
cin,i
为第i段压缩机的进口温度，T
cout,i
为第i段压缩机的出口温度，T
xure
为蓄热介质高温侧温度，ΔT
he
为换热器传热上端差，β为空气透平膨胀比，P
smin
为储气库最低压力，P0为大气压力，m为空气透平绝热指数，P
ein,i
为第i段空气透平的进口压力，P
eout,i
为第i段空气透平的出口压力，T
ein,i
为第i段空气透平的进口温度，T
eout,i
为第i段空气透平的出口温度，E
i
为第i段空气透平单位工质流量下的轴功率，E为空气透平机组单位工质流量下的轴功率，E0为单台机组设计功率，G
c
为压缩机组质量流量，t
c
为储能时长，G
e
为空气透平机组质量流量，t
e
为释能时长，η为空气透平效率，R
g
为空气气体常数，R
g
＝0.287kJ/(kg
·
K)。
[0021]进一步的，第1段压缩机的进口温度由该压缩机所在地的气象条件决定，其余段压缩机的进口温度设置为40℃；空气透平段数比压缩机段数少一段，并且各段空气透平采用等比膨胀的方法膨胀至大气压力P0。
[0022]进一步的，所述机组的能量转换效率的计算公式如公式(2)所示：
[0023][0024]公式(2)中，w为空气透平机组单位工质流量下的轴功率，w
i,c
为第i段压缩机单位工质流量下的轴功率，η
i,c
为压缩机等熵效率，w0为单台机组设计功率，η
sys
为机组的能量转换效率。
[0025]进一步的，所述压缩空气储能电站的造价分析方法包括：
[0026]根据所述热力系统，对单个循环周期内的储热系统进行动态平衡计算，获取储热介质及冷却水用量；
[0027]根据单个循环周期内的气耗量，计算储气库的容积；
[0028]根据所述冷却水用量和储气库容积，分析所述压缩空气储能电站的造价。
[0029]进一步的，对单个循环周期内的储热系统进行动态平衡计算，其计算公式如公式(3)所示：
[0030][0031]公式(3)中，G
xurec,i
为第i段压缩机的出口蓄热介质用量，C
xure
为蓄热介质比热容，C
air
为空气定压比热，G
xuree,i
为第i段空气透平出口的蓄热介质用量，其中，i＝1,2,3,4
…
k
‑
1。
[0032]进一步的，所述储气库的容积满足如公式(4)所示的关系：
[0033]Vρ(P
smin
,T
s
)+G
e
t
e
＝Vρ(P
smax
,T
s
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0034]公式(4)中，V为储气库容积，T
s
为储气库温度，P
smax
为储气库最高压力，P
smin
为储气库最低压力，设置T
s
为40℃。
[0035]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0036]本专利技术提供的压缩空气储能电站经济性评价方法，根据机组的能量转换效率，结合压缩空气储能电站的造价本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压缩空气储能电站经济性评价方法，其特征在于，包括：设置压缩空气储能电站的基础参数，并对所述压缩空气储能电站进行配置；根据所述配置，计算所述压缩空气储能电站的热力系统；根据所述热力系统，计算机组的能量转换效率；根据所述机组的能量转换效率，结合所述压缩空气储能电站的造价，对所述压缩空气储能电站进行经济性评价。2.根据权利要求1所述的压缩空气储能电站经济性评价方法，其特征在于，设置压缩空气储能电站的基础参数，并对所述压缩空气储能电站进行配置包括：设置压缩空气储能电站的装机容量、储能时长和释能时长；选取储气库，并设置储气库的压力波动范围；对所述压缩空气储能电站的储热介质的温度区间、储换热系统的传热端差以及阻力损失进行配置。3.根据权利要求2所述的压缩空气储能电站经济性评价方法，其特征在于，储能时选取谷电储能，设置储能时长为8小时，设置释能时长为4～6小时。4.根据权利要求2所述的压缩空气储能电站经济性评价方法，其特征在于，选取废弃盐穴或人工硐室作为储气库，选取废弃盐穴作为储气库的压力波动范围设置为1.5～2.5MPa，选取人工硐室作为储气库的压力波动范围设置为5～8MPa。5.根据权利要求1所述的压缩空气储能电站经济性评价方法，其特征在于，所述热力系统的计算公式如公式(1)所示：公式(1)中，i为第i段压缩机，k为压缩机段数，n为压缩机多变指数，P
cin,i
为第i段压缩机的进口压力，P
cout,i
为第i段压缩机的出口压力，T
cin,i
为第i段压缩机的进口温度，T
cout,i
为第i段压缩机的出口温度，T
xure
为蓄热介质高温侧温度，ΔT
he
为换热器传热上端差，β为空气透平膨胀比，P
smin
为储气库最低压力，P0为大气压力，m为空气透平绝热指数，P
ein,i
为第i段空气透平的进口压力，P
eout,i
为第i段空气透平的出口压力，T
ein,i
为第i段空气透平的进口温度，T
eout,i
为第i段空气透平的出口温度，E
i
为第i段空气透平单位工质流量下的轴功率，E为空气透平机组单位工质流量下的轴功率，E0为单台机组设计功率，G
c
为压缩机组质量流量，
t
c
为储能时长，G
e
为空气透平机组质量流量，t
e...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴斌，凌晨，李季，李睿，姜小峰，朱学成，袁兵，宋坤林，
申请(专利权)人：中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：