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龙图腾网获悉河海大学苏州研究院申请的专利一种基于储气盐穴的水力压气储能系统及优化设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120498138B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-10发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510991590.7，技术领域涉及：H02J15/00；该发明授权一种基于储气盐穴的水力压气储能系统及优化设计方法是由王沛;张河福;屈波;马黎平;汪亚洲;蔡新设计研发完成，并于2025-07-18向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于储气盐穴的水力压气储能系统及优化设计方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于储气盐穴的水力压气储能系统及优化设计方法，包括：设定储能系统的初始参数；考虑盐穴壁面与流体之间的热量交换，计算得到改进后的热力学模型；以最大化指示循环效率为优化目标，基于改进后的热力学模型，计算得到最优的盐穴高径比。本发明能够对盐穴高径比进行优化，从而显著提升系统的电循环效率、储能密度和运行收益。

本发明授权一种基于储气盐穴的水力压气储能系统及优化设计方法在权利要求书中公布了：1.一种基于储气盐穴的水力压气储能系统的优化设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： S1，根据电网对储能系统的容量和功率需求，以及当地环境和地质情况，设定储能系统的初始参数； S2，考虑盐穴壁面与流体之间的热量交换，计算得到改进后的热力学模型，热力学模型用于描述在气体压缩和膨胀过程中气体与液体之间的热量交换，其输入数据为液体流量，输出数据为气体的温度变化和液体的温度变化； S3，将水力压气储能系统的平均流量设定为液体流量，将最大耐压值和最小吸出压力作为约束条件，限制系统的工作压力范围；以最大化指示循环效率为优化目标，基于改进后的热力学模型，计算得到最优的盐穴高径比； 步骤S2中，所述改进后的热力学模型以盐穴壁面和气液交界面为边界，分为气体工质的热力系统和液体工质的热力系统； 气体系统的热力学模型如下： 式中，为盐穴内气体的内能随时间t的变化，dt为时间步长，mG为盐穴内气体的质量，cG为气体的比热容，TG为当前时刻气体的平均温度；-hG，LAG，LTG-TL为气体与液体之间的换热量，hG，L为气液交界面的换热系数，AG，L为气液交界面的面积，TL为当前时刻液体的平均温度；-hWall，GAWall,GTG-TWall，G为气体与盐穴壁面的换热量，hWall，G为气体与盐穴壁面的换热系数，AWall，G为气体与盐穴壁面的接触面积，TWall，G为当前时刻盐穴与气体接触侧的壁面温度；为通过边界传递功的速率，VG为气体的体积，当前时刻的气体体积为气体体积变化率与前一时刻的气体体积之和，其中气体体积随时间变化率为液体取代气体的体积流量：Qt为水泵水轮机组的流量；假设气体的行为符合理想气体状态方程，下述方程用于求解气体在每个时间步长的压力：mG是气体质量，RG是气体常数； 液体系统的热力学模型如下： 式中，为盐穴内液体的内能随时间t的变化，mL为盐穴内液体的质量，cL为液体的比热容；hG，LAG，LTG-TL为液体与气体之间的换热量；-hWall,LAWall，LTL-TWall,L为液体与盐穴壁面的换热量，hWall，L为液体与盐穴壁面的换热系数，AWall,L为液体与盐穴壁面的接触面积，TWall,L为当前时刻盐穴与液体接触侧的壁面温度； 为随液体流入控制体积内的能量转移速率，为液体的质量流量，Tcavern为地下盐穴所处深度的温度； 步骤S3中，以最大化指示循环效率为优化目标，基于改进后的热力学模型，计算得到最优的盐穴高径比的过程包括以下步骤： S31，设定盐穴高径比的取值范围，将取值范围内的最小高径比设置为初始盐穴高径比； S32，将水力压气储能系统的平均流量作为液体流量输入，计算得到当前时间步长的盐穴内气体体积变化和液体体积变化； S33，将步骤S32中得到的气体体积变化和液体体积变化作为输入，分别代入改进后的热力学模型，得到气体温度的变化，将单位时间步长的气体温度变化与当前时间步长的气体温度相加，以更新下一时间步长的气体温度； S34，将步骤S32得到的当前时间步长的气体体积变化和步骤S33得到的下一时间步长的气体温度作为输入，代入理想气体状态方程，更新气体压力，判断气体压力是否达到停止压力，其中，充电过程的停止压力为最大耐压值，放电过程的停止压力为最小吸出压力，如果是，转入步骤S35，否则，增加一个时间步长，重复步骤S32至步骤S34； S35，结合包括气体压力、气体与液体的温度变化在内的过程数据，计算得到相应工况下的指示循环效率； S36，将盐穴高径比按预设增量逐步增加，每次增加后的高径比作为新的输入参数，重复步骤S31至步骤S35，直至新一次迭代的指示循环效率相对于前一次的提升幅度低于1％时，认为系统性能已收敛，将此时的高径比作为最优的盐穴高径比。

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