基于太阳能辅热的压缩空气储能系统热力性能研究

发布时间：2020-08-05 20:51

【摘要】：近年来,随着传统化石能源日益匮乏,世界范围内对可再生能源利用的技术受到越来越多的重视。由于受到自然现实条件的影响,风能、太阳能等可再生新能源发电具有波动性和间歇性的缺点,这些缺点导致了新能源大规模并网会对电网的安全运行产生不利影响。为了解决可再生能源发电的间歇性和不稳定性等缺点,并且解决“削峰填谷”问题,平衡电网的电力负荷,提高电网对可再生能源的消纳能力,减少或避免“弃风”或“弃光”的发生,急需开发大容量、高效率、高可靠性的电力储能技术。压缩空气储能是目前我国进行大规模电能储存可行也最有前景一种技术。随着技术的发展,有学者提出了一种新型的压缩空气储能系统——先进绝热压缩空气储能系统(AA-CAES),该系统不使用化石能源,而是通过储存储能过程中压缩空气所释放压缩热来加热释能过程中膨胀的空气。但是目前国内外针对AA-CAES系统的研究,主要集中在系统理论设计、部件性能对总体性能影响分析、新型储气室模型研究和储气室热力学特性对系统总性能影响分析等方面。本文研究了压缩空气储能技术中的一些关键性的科学与技术问题,在这些方面,还没有或鲜有开展研究。本文提出了基于太阳能辅热的先进绝热压缩空气储能系统概念,分析了系统各项主要设备的热力性能,然后对各设备进行了热力学建模,并使用MATLAB软件编程。对比分析了耦合系统与传统AA-CAES系统的优缺点;详细研究了耦合系统参数优化匹配问题,研究了不同储能、释能模型的运行方式对系统运行性能的影响,确定了不同储能、释能模型时系统的最佳运行策略;对储释能过程不同压缩机、膨胀机级数对系统总性能的影响进行了研究;分析了蓄热系统与太阳能辅热系统换热器对系统运行性能的影响,并确定了当储能效率和耦合效率最大情况下的换热器效能;分析了储释能功率变化对系统性能的影响。本文研究成果对推动我国压缩空气储能技术及产业发展具有参考意义,技术成果具有一定的应用前景。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK02
【图文】：

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【参考文献】

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3 郭欢;许剑;陈海生;谭春青;;一种定压运行AA-CAES的系统效率分析[J];热能动力工程;2013年05期

4 李雪梅;杨科;张远;;AA-CAES压缩膨胀系统的运行级数优化[J];工程热物理学报;2013年09期

5 薛文萍;李宏伟;;抽水蓄能电站的发展和运行特性[J];电站系统工程;2012年03期

6 陈静;刘建忠;沈望俊;周俊虎;岑可法;;太阳能热发电系统的研究现状综述[J];热力发电;2012年04期

7 温珊林;;中国大规模储能研发和应用综述[J];电器工业;2012年04期

8 孙丙香;姜久春;时玮;张维戈;;钠硫电池储能应用现状研究[J];现代电力;2010年06期

9 戴兴建;唐长亮;张剀;;先进飞轮储能电源工程应用研究进展[J];电源技术;2009年11期

10 李琼慧;郭基伟;王乾坤;;2030年世界能源与电力发展展望[J];电力技术经济;2009年04期

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4 李雪梅;先进绝热压缩空气储能系统部件特性对系统性能影响的研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2015年

5 刘佳;超临界空气蓄热蓄冷数值与实验研究[D];中国科学院研究生院（工程热物理研究所）;2012年

6 吴雄伟;全钒电池关键材料和能量效率的研究[D];中南大学;2011年

7 张新敬;压缩空气储能系统若干问题的研究[D];中国科学院研究生院（工程热物理研究所）;2011年

8 曾杰;可再生能源发电与微网中储能系统的构建与控制研究[D];华中科技大学;2009年

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本文编号：2781859