[发明专利]一种用于压缩空气储能系统测量与性能分析系统

说明书

本发明公开一种用于压缩空气储能系统测量与性能分析系统，其特征在于，所述系统包括：压缩空气储能子系统、多因素扰动量测控子系统、储气室实时传热量测量子系统和动态特性及性能分析子系统。本发明能够在不同充气流量、放气流量、最大储气压力、外界环境温度、储气室表面风速、储气室表面空气湿度、表面脏污程度条件下，对压缩空气储能系统中的储气室进行实时传热量的监测与分析，准确掌握压缩空气储能系统的动态运行特性并对其运行性能进行动态评估与分析。

技术领域

本发明涉及热工检测技术领域，特别是涉及一种用于压缩空气储能系统测量与性能分析系统。

背景技术

当前我国能源结构正在发生重大转变，可再生能源(太阳能、风能等)发电在总的电力能源供应中占的比例越来越大。可再生能源发电大多具有间歇性且不能稳定供应的缺点，因此发展电力储能技术是解决目前可再生能源发电大规模利用瓶颈问题的有效方案。压缩空气储能技术是一种能够实现大规模电力储能的技术，凭借其储能效率高、储能成本低等优点在电力存储领域中得到了广泛关注。

影响压缩空气储能系统全工况运行特性的因素有很多。其中，储气室与环境之间的实时传热量对压缩空气储能系统动态运行性能的影响尤为突出。在压缩空气储能系统运行过程中，储气室内部压缩空气的温度和压力都会随着充、放气过程及充放气间歇的气体保存过程不断变化，其变化幅度不仅与储气室的充放气流量、储气室的容量、储气室壁面材质的传热特性等因素有关，还与储气室的类型及储气室所处外界环境因素的影响有关。因此，储气室内部压缩空气的温度和压力变化情况受到储气室外部环境、内部压缩空气流动状态及储气室自身特性的共同影响，并且上述变化也会直接影响压缩空气储能系统的动态运行特性及运行性能。目前使用传统方法无法准确分析多重因素影响下的压缩空气储能系统的动态性能。

基于上述原因，为达到准确的预测储气室内部压缩空气的温度和压力，防止储气室超温、超压，保障系统安全、高效、经济运行，有必要建立相关实验性能测量与分析系统，监测、分析多重因素影响下压缩空气储能系统的关键指标并进行性能分析。上述系统的建立对准确掌握压缩空气储能系统的运行特性保证系统的安全经济运行具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于压缩空气储能系统测量与性能分析系统，在不同充气流量、放气流量、最大储气压力、外界环境温度、储气室表面风速、储气室表面空气湿度、表面脏污程度条件下，对压缩空气储能系统中的储气室进行实时传热量的监测与分析，准确掌握压缩空气储能系统的动态运行特性并对其运行性能进行动态评估与分析。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种用于压缩空气储能系统测量与性能分析系统，所述系统包括：压缩空气储能子系统、多因素扰动量测控子系统、储气室实时传热量测量子系统和动态特性及性能分析子系统；

所述储气室实时传热量测量子系统用于测量所述压缩空气储能子系统中的储气室的实时传热量并将实时传热量测量参数发送到所述动态特性及性能分析子系统；

所述多因素扰动量测控子系统用于模拟并测量不同气象条件下的所述压缩空气储能子系统所处的外部环境参数扰动并将所述外部环境参数扰动送到所述动态特性及性能分析子系统；

所述动态特性及性能分析子系统根据所述传热量测量参数和所述外部环境参数扰动计算和分析压缩空气储能子系统的动态性能指标。

可选的，所述压缩空气储能子系统包括：电动机、压气机、储气室、燃烧室和透平，电动机与压气机同轴连接，压气机出口通过管道与储气室入口连接，储气室出口通过管道与燃烧室入口连接，燃烧室出口通过管道与透平入口连接，透平与电动机同轴连接。