[发明专利]一种发电系统效率分析方法

说明书

本发明公开了一种发电系统效率分析方法，通过包括以下步骤：S1、所述发电系统包括压缩环节、换热环节、储液环节和液力发电环节；S2、分析各个环节的功耗或能量的输入输出变化，包括所述压缩环节中M级的空气压缩装置消耗的电能W^C，所述换热环节中换热器产生的热量W^q，所述液力增压环节包括液泵增压，液泵消耗的电能W^p，所述液力发电环节中N级的液力发电系统的发电量W^g；S3、对发电系统进行整体的效率定量分析。该方法适用于包含空气压缩装置、换热器、高压储气容器、气液混合容器和液力发电系统的将新能源以及富余电能转化为空气能存储、再将空气能通过液力发电转化为电能的发电系统。

技术领域

本发明涉及大规模新能源存储与转化技术领域，尤其涉及一种发电系统效率分析方法。

背景技术

随着大规模风能/光伏资源的开发，我国风电/光伏的开发保持着快速发展的强劲势头，但大规模具有随机性、问歇性、反调节性及出力波动大等特点的风电/光伏能源接入电网对系统的电压稳定、暂态稳定和频率稳定都有较大的影响，且风电/光伏能源并网难、并网后消纳难。水电机组具有停机迅速、调节速度快、调节范围宽广等特点，在系统内发挥着调峰调频等功能，然而，常规水电厂、抽水蓄能电厂在大规模新能源存储、能量转化方面作用有限，不能吸收丰沛的风电、太阳能等大规模可再生能源电力；因此现有技术中结合两者优点，将新能源以及富余电能转化为空气能，使其具备大规模能源存储，再将空气能通过液力发电转化为电能，也具有类似于水电机组启停机迅速、调节速度快、调节范围宽广的特点。

但对于该将新能源以及富余电能转化为空气能存储、再将空气能通过液力发电转化为电能的发电系统，由于系统结构不同，现有发电系统的效率分析方法不能用于本发电系统，且该发电系统的影响因素较复杂，因此需要一种适用于本发电系统的效率分析方法，全面分析发电系统的影响因素，提高效率分析方法的准确率。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本发明提供一种发电系统效率分析方法，适用于包含空气压缩装置、换热器、高压储气容器、气液混合容器和液力发电系统的将新能源以及富余电能转化为空气能存储、再将空气能通过液力发电转化为电能的发电系统。

(二)技术方案

基于上述的技术问题，本发明提供一种发电系统效率分析方法，包括以下步骤：

S1、所述发电系统包括压缩环节、换热环节、储液环节和液力发电环节：所述压缩环节为M级的空气压缩装置将常压空气转化为高温高压空气，M≥1，消耗电能；所述换热环节为换热器将所述高温高压空气转化为常温高压空气，产生热能；所述储液环节为当采用液泵抽取液体储液时，液泵将液体从蓄液容器抽取至气液混合容器中，消耗电能；所述液力发电环节为N级的液力发电系统在N＝1时，在高压储气容器的压强作用下，第一级液力发电系统液力发电，在N1时，在高压储气容器、第一级至第i级的气液混合容器的压强作用下，第i+1级液力发电系统液力发电，1≤i≤N-1，产生电能；

S2、分析各个环节的功耗或能量的输入输出变化：

所述压缩环节中M级的空气压缩装置消耗的电能W^C为：

所述换热环节中换热器产生的热量W^q为：W^q＝Φ_cmaxε_c；

所述液力增压环节包括液泵增压，液泵消耗的电能W^p为：

所述液力发电环节中N级的液力发电系统的发电量W^g为：