液气循环压缩空气储能系统建模与特性研究

发布时间：2017-10-30 16:21

  本文关键词：液气循环压缩空气储能系统建模与特性研究

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【摘要】：摘要：压缩空气储能系统是一种日趋成熟的储能方式,其以无污染、使用寿命长、效率高、投资成本低等优势,开始得到人们的普遍关注。目前,国外已有数座压缩空气储能电站建立,均为大功率储能。小型甚至微小型压缩空气储能系统的研发大多处于理论层面,还未投入商业运行。微小型压缩空气储能系统与传统压缩空气储能电站相比,无需燃烧化石燃料,真正实现零排放,且改用储气装置来存储压缩气体,对地理环境没有限制,使用灵活方便,因而可用作备用电源、微型智能电网和独立偏远供电网等。可见,研究微小型压缩空气储能系统具有重要的现实意义。 本文主要研究一种新型压缩空气储能方式——液气循环压缩空气储能,该技术采用机械全桥式电磁阀门控制方式,配合超级电容作为辅助装置,构成了一套混合储能发电系统。其工作介质为液体,储能介质为气体。首先,本文学习了国内外压缩空气储能系统的现状及发展趋势,分析对比了两种微小型压缩空气储能技术的特点,如单纯压缩空气储能和液气混合压缩空气储能。其次,本文从能量存储和能量释放两个角度,对液气循环压缩空气储能系统的工作特性进行研究,包括系统结构组成、工作原理、参数特性和控制流程等,着重分析了系统的压缩释放效率。再次,本文研究了液压泵/液压马达的控制策略。在对液压系统参数特性仿真的基础上,通过拟合的方法,创新提出最大效率点跟踪控制策略来提高液压系统的运行效率。最后,利用Matlab/Simulink搭建液气循环压缩空气储能系统模型进行仿真,验证了之前理论分析的正确性。另外,在实验室条件下设计了一套功率15kW和存储压力15MPa的实验平台进行实验验证。
【关键词】：压缩空气储能 液气循环 压缩释放效率 最大效率点跟踪
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK02
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-19
• 1.1 课题背景及意义11-14
• 1.2 国内外研究现状14-17
• 1.2.1 大型压缩空气储能电站15-16
• 1.2.2 小型压缩空气储能电站16-17
• 1.2.3 微小型压缩空气储能电站17
• 1.3 论文的主要内容17-19
• 2 压缩空气储能工作特性19-31
• 2.1 压缩传动热力学原理19-24
• 2.1.1 气体定则20
• 2.1.2 热量传递20-24
• 2.2 微小型压缩空气储能系统24-30
• 2.2.1 单纯压缩空气储能技术24-25
• 2.2.2 液气混合压缩空气储能技术25-28
• 2.2.3 液气循环压缩空气储能技术28
• 2.2.4 两种液气储能技术对比28-30
• 2.3 本章小结30-31
• 3 液气循环压缩空气储能系统31-45
• 3.1 系统构成及工作原理31-33
• 3.2 压缩过程33-37
• 3.2.1 固定压缩比压缩特性研究33-36
• 3.2.2 分段压缩比压缩特性研究36-37
• 3.3 释放过程37-40
• 3.4 压缩释放控制过程40-43
• 3.5 本章小结43-45
• 4 液压系统控制策略45-57
• 4.1 液压系统45-49
• 4.1.1 液压泵特性分析46-48
• 4.1.2 液压马达特性分析48-49
• 4.2 最大效率点跟踪控制策略49-52
• 4.3 液压系统时间特性52-56
• 4.3.1 液压系统时间特性研究52-54
• 4.3.2 液压系统时间特性仿真54-56
• 4.4 本章小结56-57
• 5 液气循环压缩空气储能系统建模与实验57-73
• 5.1 液气混合压缩空气储能系统建模57-58
• 5.2 液气循环压缩空气储能系统建模58-69
• 5.2.1 储能过程系统建模与仿真58-64
• 5.2.2 释能过程系统建模与仿真64-69
• 5.3 液气循环压缩空气储能系统实验69-71
• 5.4 本章小结71-73
• 6 结论及展望73-75
• 6.1 结论73
• 6.2 展望73-75
• 参考文献75-79
• 作者简历79-83
• 学位论文数据集83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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本文编号：1118410