一种马蹄形矿硐储气库改造设计方法技术

本发明专利技术提供了一种马蹄形矿硐储气库改造设计方法，所述改造设计方法具体为：基于选择条件选择进行改造设计的马蹄形矿硐空间；采集选择的马蹄形矿硐空间内马蹄形硐室的岩石样本，并获取岩石样本的属性参数，并根据采集到的岩石样本的属性参数建立马蹄形硐室有限元仿真的本构模型；基于本构模型构建硐室动态衬砌结构有限元仿真模型；根据硐室储气库衬砌结构粒子群寻优算法和硐室动态衬砌结构有限元仿真模型获取马蹄形硐室的最佳衬砌结构，基于最佳衬砌结构对选择的马蹄形矿硐空间进行改造建设，得到马蹄形矿硐储气库

【技术实现步骤摘要】
一种马蹄形矿硐储气库改造设计方法


[0001]本专利技术涉及储能
，尤其是指一种马蹄形矿硐储气库改造设计方法
。

技术介绍

[0002]在“双碳”目标的推动下，太阳能
、
风能等新能源发电势必为未来发电的主要方式，但新能源发电受自然因素影响，其运行过程中波动性较大，会对电力系统的安全运行带来一定影响，储能技术的应用则能有效地平抑新能源发电带来的波动性，保障电力系统的安全稳定运行
。
现有的储能技术主要分为两大技术路线，分别是物理储能技术和化学储能技术
。
其中，物理储能技术中一般采用压缩空气储能的方式，能够利用多余电能驱动空气压缩机，将空气存储于高压储气罐中，释能阶段则通过高压空气驱动空气透平发电机旋转发电
。
然而，压缩空气储能系统中的储气子系统一般需要庞大空间存储高压空气，地下矿硐正能够满足其对于高压空气的储存需求，而地下矿硐多以马蹄形硐室构成，因此，如何有效利用已有马蹄形硐室空间作为高压空气储气库，是进一步推广压缩空气储能系统应用的关键，而为了提高已有马蹄形矿硐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种马蹄形矿硐储气库改造设计方法，其特征在于，包括，基于选择条件选择进行改造设计的马蹄形矿硐空间；采集选择的马蹄形矿硐空间内马蹄形硐室的岩石样本，并获取岩石样本的属性参数，并根据采集到的岩石样本的属性参数建立马蹄形硐室有限元仿真的本构模型；基于本构模型构建硐室动态衬砌结构有限元仿真模型；根据硐室储气库衬砌结构粒子群寻优算法和硐室动态衬砌结构有限元仿真模型获取马蹄形硐室的最佳衬砌结构，基于最佳衬砌结构对选择的马蹄形矿硐空间进行改造建设，得到马蹄形矿硐储气库
。2.
根据权利要求1所述的一种马蹄形矿硐储气库改造设计方法，其特征在于，所述根据硐室储气库衬砌结构粒子群寻优算法和硐室动态衬砌结构有限元仿真模型获取马蹄形硐室的最佳衬砌结构，包括，根据硐室动态衬砌结构有限元仿真模型确定衬砌结构的设计变量，并以设计变量为粒子，确定粒子种群，对粒子种群进行初始化后，将每个粒子依次代入有限元仿真模型中，获取每个粒子对应的衬砌结构，并通过目标函数求解每个粒子的初始适应度，在所有粒子计算完成后，遍历出适应度最小的粒子作为当前种群最优解位置并确定每个粒子的自身最优解位置，再根据速度和位置更新公式更新每个粒子的速度和位置，并将更新后的粒子重新代入硐室动态衬砌结构有限元仿真模型，生成新的衬砌结构，计算粒子适应度，更新每个粒子的自身最优值和种群最优值，并判断是否达到迭代次数或两次迭代中种群最优值的差值是否达到最小差值，在满足其中一个判断条件时，输出当前的衬砌结构最优解，并将其作为最佳衬砌结构，其他情况下，则开展下一次迭代
。3.
根据权利要求2所述的一种马蹄形矿硐储气库改造设计方法，其特征在于，所述目标函数为：
F
min
＝
ω1C
min
+
ω2S
min
+
ω3U
min
；
C
min
＝
C
混凝土
+C
钢筋
+C
钢衬
+C
其他
；其中，
F
min
为目标函数，
C
min
为成本目标子函数，
S
min
为粒子对应衬砌结构下马蹄形硐室在硐室动态衬砌结构有限元仿真模型的输出结果中围岩剪切破坏的体积，
U
min
为对马蹄形硐室改造后储气空间的利用率大小，
ω1、
ω2、
ω3分别为求解目标的侧重权值，权值和为
100
，
C
混凝土
为工程建设中不同混凝土标号下衬砌体积所需混凝土的建设成本，
C
钢筋
为工程建设中不同钢筋标号下衬砌体积所需钢筋的建设成本，
C
钢衬
为工程建设中不同钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱江峰，何德，郎建，单林森，童囯锋，胡大栋，赵淑敏，孙书哲，陈挺，胡志广，陈泽文，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司绍兴供电公司，
类型：发明
国别省市：