CN108062440A - 先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成方法及装置，其中方法包括：建立空气压缩热能和压力势能的解耦生产单元和耦合释能单元的压缩机和膨胀机宽工况动态模型；建立压缩热能传输收集单元和压缩热能传输释放单元的换热系统宽工况动态模型；建立压缩热能和压力势能存储单元的储能系统宽工况动态模型；建立先进绝热压缩空气储能与电网耦合接口的联系，并且构建从系统组件动态特性到系统整体性能间的关联关系，以为智能电网不同场景应用及能效提升提供模型支撑。该方法可以充分计及相关组件宽工况运行特性，并建立全动态模型，从而可以适当简化并建立面向智能电网辅助服务等应用场景的备用模型等，具有很强的应用价值。

Description

先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成方法及装置

技术领域

本发明涉及大规模物理储能技术领域，尤其涉及一种先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成方法及装置。

背景技术

AA-CAES(Advanced Adiabatic Compressed Air Energy Storage,先进绝热压缩空气储能系统)是一种摒弃燃料补燃的清洁大规模物理储能技术，被视为继抽蓄储能之后最具吸引力的大规模物理储能技术。AA-CAES主要应用于智能电网削峰填谷、频率调节、旋转备用、无功支撑、黑启动等场景。AA-CAES电站利用弃风(光)、低谷电等低品位电能驱动压缩机，通过绝热压缩回收压缩热，解耦存储空气压力势能(储气室)和压缩热能(储热系统)，再通过膨胀利用压缩热，实现空气压力势能和压缩热能的耦合释能，具有效率高、成本低等特点，其理论电-电转换效率可达70％左右。AA-CAES系统包含压缩机、换热器、膨胀机、储热系统、储气室等组件，各组件功-能转换高度耦合。AA-CAES动态模型是研究和衡量各组件性能对系统电-电转换效率等整体指标影响程度的关键，如何构建AA-CAES动态模型极为必要。

一般采用基于固定效率模型来设计、描述上述组件的功-能转换关系。然而，智能电网削峰填谷、旋转备用、黑启动、无功支撑等应用场景要求AA-CAES具有宽工况运行能力(20％-110％压缩/发电工况运行)，在宽工况运行条件下，压缩机(压力势能和压缩热能解耦生产单元)、膨胀机(压力势能和压缩热能耦合释能单元)效率变化明显，如透平在额定工况下可达85％-90％效率，而在50％工况下效率将至65％-75％。换热及储热系统的存在是AA-CAES不同于传统CAES的重要特点，相应地，换热器(压缩热能传输收集及回馈单元)的传热系数受到热工质流速(压缩、发电负载情况)的影响，不同流速下传热系数变化明显，影响压缩热能的收集和回馈，进而影响系统整体电-电转换性能。因此，当前采用的固定效率模型难以计及压缩机、膨胀机、换热系统等组件宽工况运行对系统整体性能的影响，进而在AA-CAES的智能电网应用场景中受限。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成方法，该方法可以适当简化并建立面向智能电网辅助服务等应用场景的备用模型等，高度契合AA-CAES工程运行特性，具有很强的应用价值。

本发明的另一个目的在于提出一种先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成装置。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成方法，包括以下步骤：根据压缩机和膨胀机的宽工况运行特性，建立空气压缩热能和压力势能的解耦生产单元和耦合释能单元的压缩机和膨胀机宽工况动态模型；根据压缩侧换热系统和膨胀机侧换热系统的宽工况运行特性，建立压缩热能传输收集单元和压缩热能传输释放单元的换热系统宽工况动态模型；根据储热罐温度流量和储气罐压力温度的动态方程，建立压缩热能和压力势能存储单元的储能系统宽工况动态模型；以及基于电动机及发电机动态模型，建立先进绝热压缩空气储能与电网耦合接口的联系，并且构建从系统组件动态特性到系统整体性能间的关联关系，以为智能电网不同场景应用及能效提升提供模型支撑。

本发明实施例的先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成方法，可以充分计及压缩机、膨胀机、换热系统、储热系统、储气系统等组件宽工况运行特性，并建立AA-CAES全动态模型，进而刻画组件动态性能到系统整体电电转换效率等指标间的联系，并且可以衡量外部热源等对系统性能的影响，进而为AA-CAES能效提升提供分析方法，从而可以适当简化并建立面向智能电网辅助服务等应用场景的备用模型等，高度契合AA-CAES工程运行特性，具有很强的应用价值。

另外，根据本发明上述实施例的先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成方法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述压缩机的透平宽工况运行特性描述为：

其中，β_c,η_c为压缩机的压缩比与等熵效率，G_c,n_c分别表示宽工况运行时的压缩机质量流量与工质流速；c相应系数，a₁,a₂,a₃为常数；

并且，类似压缩机的透平宽工况运行特性为：

其中，η_t为透平等熵效率，G_t,n_t分别表示宽工况运行时的透平质量流量与工质流速。

进一步地，在本发明的一个实施例中，其中，

并且，

其中，T_c,in为实际运行工况对应的压缩机进口温度，P_c,in为实际运行工况对应的压缩机进口压力、m_c为实际运行工况对应的压缩机进口质量流量，为额定设计工况下的压缩机进口温度、为额定设计工况下的压缩机进口压力，为额定设计工况下的压缩机进口质量流量，T_t,in为实际运行工况对应的透平进口温度，P_t,in为实际运行工况对应的透平进口压力，m_t为实际运行工况对应的透平进口质量流量，额定设计工况下的为额定设计工况下的透平进口温度、为额定设计工况下的透平进口压力，为额定设计工况下的透平进口质量流量，b₁,b₂分别为相应系数。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述换热系统宽工况动态模型为：

其中，Φ_HEX为换热器实际换热量，C_min为最小热容，代表换热器两侧冷热流体入口温度，ε为由换热器换热系数、换热面积等界定的系数，受运行工况影响。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述动态方程为：

其中，T_w,h_w,A_w分别为环境温度、换热系数及接触面积，m_r、T_r为储气库高压空气质量及温度，c_p,a为高压空气定压比热容，k为比热系数。

本发明另一方面实施例提出了一种先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成装置，包括：第一构建模块，用于根据压缩机和膨胀机的宽工况运行特性，构建空气压缩热能和压力势能的解耦生产单元和耦合释能单元的压缩机和膨胀机宽工况动态模型；第二构建模块，用于根据压缩侧换热系统和膨胀机侧换热系统的宽工况运行特性，构建压缩热能传输收集单元和压缩热能传输释放单元的换热系统宽工况动态模型；第三构建模块，用于根据储热罐温度流量和储气罐压力温度的动态方程，构建压缩热能和压力势能存储单元的储能系统宽工况动态模型；以及生成模块，用于基于电动机及发电机动态模型，建立先进绝热压缩空气储能与电网耦合接口的联系，并且构建从系统组件动态特性到系统整体性能间的关联关系，以为智能电网不同场景应用及能效提升提供模型支撑。

根据本发明实施例的先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成装置，可以充分计及压缩机、膨胀机、换热系统、储热系统、储气系统等组件宽工况运行特性，并建立AA-CAES全动态模型，进而刻画组件动态性能到系统整体电电转换效率等指标间的联系，并且可以衡量外部热源等对系统性能的影响，进而为AA-CAES能效提升提供分析方法，从而可以适当简化并建立面向智能电网辅助服务等应用场景的备用模型等，高度契合AA-CAES工程运行特性，具有很强的应用价值。

另外，根据本发明上述实施例的先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成装置还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述压缩机的透平宽工况运行特性描述为：

其中，β_c,η_c为压缩机的压缩比与等熵效率，G_c,n_c分别表示宽工况运行时的压缩机质量流量与工质流速,c相应系数，a₁,a₂,a₃为常数；

并且，类似压缩机的透平宽工况运行特性为：

其中，η_t为透平等熵效率，G_t,n_t分别表示宽工况运行时的透平质量流量与工质流速。

进一步地，在本发明的一个实施例中，其中，

并且，

其中，T_c,in为实际运行工况对应的压缩机进口温度，P_c,in为实际运行工况对应的压缩机进口压力、m_c为实际运行工况对应的压缩机进口质量流量，为额定设计工况下的压缩机进口温度、为额定设计工况下的压缩机进口压力，为额定设计工况下的压缩机进口质量流量，T_t,in为实际运行工况对应的透平进口温度，P_t,in为实际运行工况对应的透平进口压力，m_t为实际运行工况对应的透平进口质量流量，额定设计工况下的为额定设计工况下的透平进口温度、为额定设计工况下的透平进口压力，为额定设计工况下的透平进口质量流量，b₁,b₂分别为相应系数，a₀为。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述换热系统宽工况动态模型为：

其中，Φ_HEX为换热器实际换热量，C_min为最小热容，代表换热器两侧冷热流体入口温度，ε为由换热器换热系数、换热面积等界定的系数，受运行工况影响。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述动态方程为：

其中，T_w,h_w,A_w分别为环境温度、换热系数及接触面积，m_r、T_r为储气库高压空气质量及温度，c_p,a为高压空气定压比热容，k为比热系数。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成方法及装置，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成方法。

图1是根据本发明实施例的先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成方法的流程图。

如图1所示，该先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成方法包括以下步骤：

在步骤S101中，根据压缩机和膨胀机的宽工况运行特性，建立空气压缩热能和压力势能的解耦生产单元和耦合释能单元的压缩机和膨胀机宽工况动态模型。

可以理解的是，首先，计及压缩机、膨胀机宽工况运行导致的效率变化问题，建立压缩机、膨胀机等空气压缩热能和压力势能解耦生产单元和耦合释能单元的动态模型。

进一步地，在本发明的一个实施例中，压缩机的透平宽工况运行特性描述为：

其中，β_c,η_c为压缩机的压缩比与等熵效率，G_c,n_c分别表示宽工况运行时的压缩机质量流量与工质流速,c相应系数，a₁,a₂,a₃为常数；

并且，类似压缩机的透平宽工况运行特性为：

其中，η_t为透平等熵效率，G_t,n_t分别表示宽工况运行时的透平质量流量与工质流速。

可选地，在本发明的一个实施例中，其中，

并且，

其中，T_c,in为实际运行工况对应的压缩机进口温度，P_c,in为实际运行工况对应的压缩机进口压力、m_c为实际运行工况对应的压缩机进口质量流量，为额定设计工况下的压缩机进口温度、为额定设计工况下的压缩机进口压力，为额定设计工况下的压缩机进口质量流量，T_t,in为实际运行工况对应的透平进口温度，P_t,in为实际运行工况对应的透平进口压力，m_t为实际运行工况对应的透平进口质量流量，额定设计工况下的为额定设计工况下的透平进口温度、为额定设计工况下的透平进口压力，为额定设计工况下的透平进口质量流量，b₁,b₂分别为相应系数。

具体而言，压缩机、透平宽工况运行特性

其中，β_c,η_c为压缩机的压缩比与等熵效率；G_c,n_c分别表示宽工况运行时的压缩机质量流量与工质流速，可由实际运行工况对应的压缩机进口温度T_c,in、进口压力P_c,in、进口质量流量m_c与额定设计工况下的及确定；b₁,b₂,c分别为相应系数，由下式确定，其中a₁,a₂,a₃为常数：

类似压缩机，透平宽工况运行特性可描述为：

其中，η_t为透平等熵效率，G_t,n_t分别表示宽工况运行时的透平质量流量与工质流速，可由实际运行工况对应的透平进口温度T_t,in、进口压力P_t,in、进口质量流量m_t与额定设计工况下的及确定，具体如下式所示：

在步骤S102中，根据压缩侧换热系统和膨胀机侧换热系统的宽工况运行特性，建立压缩热能传输收集单元和压缩热能传输释放单元的换热系统宽工况动态模型。

可以理解的是，本发明实施例可以计及压缩侧换热系统和膨胀机侧换热系统由于宽工况运行引起的传热系数变化问题，构建压缩热能传输收集单元和压缩热能传输释放单元的动态模型。

进一步地，在本发明的一个实施例中，换热系统宽工况动态模型为：

其中，Φ_HEX为换热器实际换热量，C_min为最小热容，代表换热器两侧冷热流体入口温度，ε为由换热器换热系数、换热面积等界定的系数，受运行工况影响。

可以理解的是，换热系统宽工况动态模型为：

其中，Φ_HEX为换热器实际换热量，C_min为最小热容，代表换热器两侧冷热流体入口温度，ε为由换热器换热系数、换热面积等界定的系数，受运行工况影响。

在步骤S103中，根据储热罐温度流量和储气罐压力温度的动态方程，建立压缩热能和压力势能存储单元的储能系统宽工况动态模型。

可以理解的是，本发明实施例可以计及储热罐温度流量、储气罐压力温度动态方程，构建压缩热能和压力势能存储单元的动态模型。

进一步地，在本发明的一个实施例中，动态方程为：

其中，T_w,h_w,A_w分别为环境温度、换热系数及接触面积，m_r、T_r为储气库高压空气质量及温度，c_p,a为高压空气定压比热容，k为比热系数。

可以理解的是，计及储气系统与周围环境换热特性，则储气库动态模型可由能量平衡和质量平衡动态方程描述，即：

其中，T_w,h_w,A_w分别为环境温度、换热系数及接触面积，m_r、T_r为储气库高压空气质量及温度，c_p,a为高压空气定压比热容，k为比热系数。

在步骤S104中，基于电动机及发电机动态模型，建立先进绝热压缩空气储能与电网耦合接口的联系，并且构建从系统组件动态特性到系统整体性能间的关联关系，以为智能电网不同场景应用及能效提升提供模型支撑。

可以理解的是，本发明实施例可以计及电动机及发电机动态模型，建立先进绝热压缩空气储能与电网耦合接口的联系，构建从系统组件动态特性到系统整体性能间的关联关系，为其智能电网不同场景应用及能效提升提供模型支撑。

综上，本发明实施例在经典常效率模型的基础上计及压缩机、膨胀机、换热器等组件因宽工况运行引起的效率变化特性，进而构建从AA-CAES组件性能衡量系统整体电-电转换效率的全动态模型，并可以在动态组件性能和系统整体电电转换效率等指标间建立联系，进而可以衡量引入外部热源(光热系统)等对系统整体性能提升的效益，建立起面向智能电网辅助服务等应用场景的备用模型等，同时也可适当简化，建立起面向智能电网辅助服务等应用场景的备用模型等，符合工程实际，具有很强的应用价值。并且，本发明实施例的方法契合先进绝热压缩空气储能系统工程实际宽工况运行要求，具有广泛的应用价值。

根据本发明实施例的先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成方法，可以充分计及压缩机、膨胀机、换热系统、储热系统、储气系统等组件宽工况运行特性，并建立AA-CAES全动态模型，进而刻画组件动态性能到系统整体电电转换效率等指标间的联系，并且可以衡量外部热源等对系统性能的影响，进而为AA-CAES能效提升提供分析方法，从而可以适当简化并建立面向智能电网辅助服务等应用场景的备用模型等，高度契合AA-CAES工程运行特性，具有很强的应用价值。

其次参照附图描述根据本发明实施例提出的先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成装置。

图2是本发明一个实施例的先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成装置的结构示意图。

如图2所示，该先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成装置10包括：第一构建模块100、第二构建模块200、第三构建模块300和生成模块400。

其中，第一构建模块100用于根据压缩机和膨胀机的宽工况运行特性，构建空气压缩热能和压力势能的解耦生产单元和耦合释能单元的压缩机和膨胀机宽工况动态模型。第二构建模块200用于根据压缩侧换热系统和膨胀机侧换热系统的宽工况运行特性，构建压缩热能传输收集单元和压缩热能传输释放单元的换热系统宽工况动态模型。第三构建模块300用于根据储热罐温度流量和储气罐压力温度的动态方程，构建压缩热能和压力势能存储单元的储能系统宽工况动态模型。生成模块400用于基于电动机及发电机动态模型，建立先进绝热压缩空气储能与电网耦合接口的联系，并且构建从系统组件动态特性到系统整体性能间的关联关系，以为智能电网不同场景应用及能效提升提供模型支撑。本发明实施例的装置10可以充分计及压缩机、膨胀机、换热系统、储热系统、储气系统等组件宽工况运行特性，并建立AA-CAES全动态模型，从而可以适当简化并建立面向智能电网辅助服务等应用场景的备用模型等，高度契合AA-CAES工程运行特性，具有很强的应用价值。

进一步地，在本发明的一个实施例中，压缩机的透平宽工况运行特性描述为：

其中，β_c,η_c为压缩机的压缩比与等熵效率，G_c,n_c分别表示宽工况运行时的压缩机质量流量与工质流速，c相应系数，a₁,a₂,a₃为常数；

并且，类似压缩机的透平宽工况运行特性为：

其中，η_t为透平等熵效率，G_t,n_t分别表示宽工况运行时的透平质量流量与工质流速。

进一步地，在本发明的一个实施例中，其中，

并且，

其中，T_c,in为实际运行工况对应的压缩机进口温度，P_c,in为实际运行工况对应的压缩机进口压力、m_c为实际运行工况对应的压缩机进口质量流量，为额定设计工况下的压缩机进口温度、为额定设计工况下的压缩机进口压力，为额定设计工况下的压缩机进口质量流量，T_t,in为实际运行工况对应的透平进口温度，P_t,in为实际运行工况对应的透平进口压力，m_t为实际运行工况对应的透平进口质量流量，额定设计工况下的为额定设计工况下的透平进口温度、为额定设计工况下的透平进口压力，为额定设计工况下的透平进口质量流量，b₁,b₂分别为相应系数。

进一步地，在本发明的一个实施例中，换热系统宽工况动态模型为：

其中，Φ_HEX为换热器实际换热量，C_min为最小热容，代表换热器两侧冷热流体入口温度，ε为由换热器换热系数、换热面积等界定的系数，受运行工况影响。

进一步地，在本发明的一个实施例中，动态方程为：

其中，T_w,h_w,A_w分别为环境温度、换热系数及接触面积，m_r、T_r为储气库高压空气质量及温度，c_p,a为高压空气定压比热容，k为比热系数。

需要说明的是，前述对先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成方法实施例的解释说明也适用于该先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成装置，此处不再赘述。

根据本发明实施例的一种先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成装置，可以充分计及压缩机、膨胀机、换热系统、储热系统、储气系统等组件宽工况运行特性，并建立AA-CAES全动态模型，进而刻画组件动态性能到系统整体电电转换效率等指标间的联系，并且可以衡量外部热源等对系统性能的影响，进而为AA-CAES能效提升提供分析方法，从而可以适当简化并建立面向智能电网辅助服务等应用场景的备用模型等，高度契合AA-CAES工程运行特性，具有很强的应用价值。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据压缩机和膨胀机的宽工况运行特性，建立空气压缩热能和压力势能的解耦生产单元和耦合释能单元的压缩机和膨胀机宽工况动态模型；

根据压缩侧换热系统和膨胀机侧换热系统的宽工况运行特性，建立压缩热能传输收集单元和压缩热能传输释放单元的换热系统宽工况动态模型；

根据储热罐温度流量和储气罐压力温度的动态方程，建立压缩热能和压力势能存储单元的储能系统宽工况动态模型；以及

基于电动机及发电机动态模型，建立先进绝热压缩空气储能与电网耦合接口的联系，并且构建从系统组件动态特性到系统整体性能间的关联关系，以为智能电网不同场景应用及能效提升提供模型支撑。

2.根据权利要求1所述的先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成方法，其特征在于，所述压缩机的透平宽工况运行特性描述为：

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其中，β_c,η_c为压缩机的压缩比与等熵效率，G_c,n_c分别表示宽工况运行时的压缩机质量流量与工质流速,c相应系数，a₁,a₂,a₃为常数；

并且，类似压缩机的透平宽工况运行特性为：

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其中，η_t为透平等熵效率，G_t,n_t分别表示宽工况运行时的透平质量流量与工质流速。

3.根据权利要求2所述的先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成方法，其特征在于，其中，

<mrow> <msub> <mi>G</mi> <mi>c</mi> </msub> <mo>=</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <msub> <mi>m</mi> <mi>c</mi> </msub> <mfrac> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>T</mi> <mrow> <mi>c</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mi>n</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>0.5</mn> </msup> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>c</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mi>n</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>/</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <msubsup> <mi>m</mi> <mi>c</mi> <mn>0</mn> </msubsup> <mfrac> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>T</mi> <mrow> <mi>c</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mi>n</mi> </mrow> <mn>0</mn> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mn>0.5</mn> </msup> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>c</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mi>n</mi> </mrow> <mn>0</mn> </msubsup> </mfrac> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>,</mo> </mrow>

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并且，

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其中，T_c,in为实际运行工况对应的压缩机进口温度，P_c,in为实际运行工况对应的压缩机进口压力、m _c为实际运行工况对应的压缩机进口质量流量，为额定设计工况下的压缩机进口温度、为额定设计工况下的压缩机进口压力，为额定设计工况下的压缩机进口质量流量，T_t,in为实际运行工况对应的透平进口温度，P_t,in为实际运行工况对应的透平进口压力，m_t为实际运行工况对应的透平进口质量流量，额定设计工况下的为额定设计工况下的透平进口温度、为额定设计工况下的透平进口压力，为额定设计工况下的透平进口质量流量，b₁,b₂分别为相应系数。

4.根据权利要求2或3所述的先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成方法，其特征在于，所述换热系统宽工况动态模型为：

<mrow> <msub> <mi>&amp;eta;</mi> <mi>t</mi> </msub> <mo>=</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>t</mi> </msub> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>T</mi> <mrow> <mi>t</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mi>n</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>-</mo> <mn>0.5</mn> </mrow> </msup> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>/</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <msubsup> <mi>n</mi> <mi>t</mi> <mn>0</mn> </msubsup> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>T</mi> <mrow> <mi>t</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mi>n</mi> </mrow> <mn>0</mn> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>-</mo> <mn>0.5</mn> </mrow> </msup> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>,</mo> </mrow>

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其中，Φ_HEX为换热器实际换热量，C_min为最小热容，代表换热器两侧冷热流体入口温度，ε为由换热器换热系数、换热面积等界定的系数，受运行工况影响。

5.根据权利要求1所述的先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成方法，其特征在于，所述动态方程为：

<mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>dT</mi> <mi>r</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mi>d</mi> <mi>t</mi> </mrow> </mfrac> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <msub> <mi>m</mi> <mi>r</mi> </msub> </mfrac> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>k</mi> </mfrac> <mo>(</mo> <msub> <mi>m</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>n</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>T</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>n</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>m</mi> <mrow> <mi>o</mi> <mi>u</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>T</mi> <mi>r</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>h</mi> <mi>w</mi> </msub> <msub> <mi>A</mi> <mi>w</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>T</mi> <mi>w</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>T</mi> <mi>r</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <msub> <mi>c</mi> <mrow> <mi>p</mi> <mo>,</mo> <mi>a</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>)</mo> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>dm</mi> <mi>r</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mi>d</mi> <mi>t</mi> </mrow> </mfrac> <mo>=</mo> <msub> <mi>m</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>n</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>m</mi> <mrow> <mi>o</mi> <mi>u</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> <mo>,</mo> </mrow>

其中，T_w,h_w,A_w分别为环境温度、换热系数及接触面积，m_r、T_r为储气库高压空气质量及温度，c_p,a为高压空气定压比热容，k为比热系数。

6.一种先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成装置，其特征在于，包括：

第一构建模块，用于根据压缩机和膨胀机的宽工况运行特性，构建空气压缩热能和压力势能的解耦生产单元和耦合释能单元的压缩机和膨胀机宽工况动态模型；

第二构建模块，用于根据压缩侧换热系统和膨胀机侧换热系统的宽工况运行特性，构建压缩热能传输收集单元和压缩热能传输释放单元的换热系统宽工况动态模型；

第三构建模块，用于根据储热罐温度流量和储气罐压力温度的动态方程，构建压缩热能和压力势能存储单元的储能系统宽工况动态模型；以及

生成模块，用于基于电动机及发电机动态模型，建立先进绝热压缩空气储能与电网耦合接口的联系，并且构建从系统组件动态特性到系统整体性能间的关联关系，以为智能电网不同场景应用及能效提升提供模型支撑。

7.根据权利要求6所述的先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成装置，其特征在于，所述压缩机的透平宽工况运行特性描述为：

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其中，β_c,η_c为压缩机的压缩比与等熵效率，G_c,n_c分别表示宽工况运行时的压缩机质量流量与工质流速,c相应系数，a₁,a₂,a₃为常数；

并且，类似压缩机的透平宽工况运行特性为：

<mrow> <msub> <mi>&amp;eta;</mi> <mi>t</mi> </msub> <mo>/</mo> <msubsup> <mi>&amp;eta;</mi> <mi>t</mi> <mn>0</mn> </msubsup> <mo>=</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>t</mi> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>t</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>t</mi> </msub> <mo>/</mo> <msub> <mi>G</mi> <mi>t</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>-</mo> <mo>(</mo> <mrow> <msub> <mi>n</mi> <mi>t</mi> </msub> <mo>/</mo> <msub> <mi>G</mi> <mi>t</mi> </msub> </mrow> <mo>)</mo> <mo>)</mo> </mrow> <mo>,</mo> </mrow>

其中，η_t为透平等熵效率，G_t,n_t分别表示宽工况运行时的透平质量流量与工质流速。

8.根据权利要求7所述的先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成装置，其特征在于，其中，

<mrow> <msub> <mi>G</mi> <mi>c</mi> </msub> <mo>=</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <msub> <mi>m</mi> <mi>c</mi> </msub> <mfrac> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>T</mi> <mrow> <mi>c</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mi>n</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>0.5</mn> </msup> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>c</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mi>n</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>/</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <msubsup> <mi>m</mi> <mi>c</mi> <mn>0</mn> </msubsup> <mfrac> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>T</mi> <mrow> <mi>c</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mi>n</mi> </mrow> <mn>0</mn> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mn>0.5</mn> </msup> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>c</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mi>n</mi> </mrow> <mn>0</mn> </msubsup> </mfrac> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>,</mo> </mrow>

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并且，

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其中，T_c,in为实际运行工况对应的压缩机进口温度，P_c,in为实际运行工况对应的压缩机进口压力、m_c为实际运行工况对应的压缩机进口质量流量，为额定设计工况下的压缩机进口温度、为额定设计工况下的压缩机进口压力，为额定设计工况下的压缩机进口质量流量，T_t,in为实际运行工况对应的透平进口温度，P_t,in为实际运行工况对应的透平进口压力，m_t为实际运行工况对应的透平进口质量流量，额定设计工况下的为额定设计工况下的透平进口温度、为额定设计工况下的透平进口压力，为额定设计工况下的透平进口质量流量，b₁,b₂分别为相应系数。

9.根据权利要求7或8所述的先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成装置，其特征在于，所述换热系统宽工况动态模型为：

<mrow> <msub> <mi>&amp;eta;</mi> <mi>t</mi> </msub> <mo>=</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>t</mi> </msub> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>T</mi> <mrow> <mi>t</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mi>n</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>-</mo> <mn>0.5</mn> </mrow> </msup> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>/</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <msubsup> <mi>n</mi> <mi>t</mi> <mn>0</mn> </msubsup> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>T</mi> <mrow> <mi>t</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mi>n</mi> </mrow> <mn>0</mn> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>-</mo> <mn>0.5</mn> </mrow> </msup> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>,</mo> </mrow>

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其中，Φ_HEX为换热器实际换热量，C_min为最小热容，代表换热器两侧冷热流体入口温度，ε为由换热器换热系数、换热面积等界定的系数，受运行工况影响。

10.根据权利要求6所述的先进绝热压缩空气储能系统全动态模型的生成装置，其特征在于，所述动态方程为：

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其中，T_w,h_w,A_w分别为环境温度、换热系数及接触面积，m_r、T_r为储气库高压空气质量及温度，c_p,a为高压空气定压比热容，k为比热系数。