液化空气储能系统运行特性分析与参数匹配优化研究

发布时间：2021-09-17 21:41

　　储能技术可以将不稳定的可再生能源发电转变为持续、稳定的电能输出,是可再生能源大规模应用的关键技术之一。液化空气储能（LAES）是一种兼顾大容量与低成本,且容易建造的储能技术。本文针对液化空气储能存在的效率偏低问题,开展液化空气储能系统运行特性分析与参数匹配优化研究。参照文献,本文构建了双级压缩、双级膨胀的常规LAES系统,将系统分为液化空气储能和空气释能发电两个阶段。运用热力学理论,建立数学模型,采用MATLAB与REFPROP软件进行编程。计算分析压缩机组出口压力、低温泵出口压力、换热器效能和空气节流前温度与压力对系统性能的影响,发现常规LAES系统的循环效率基本在40%-50%之间。考虑到在液化空气储能阶段还有部分压缩热未充分利用,本文构建三级压缩、三级膨胀和耦合有机朗肯循环（ORC）的LAES系统,以进一步提升循环效率。计算结果表明:耦合ORC的LAES系统在较低压缩机组出口压力和冷箱窄点温差、较高低温泵出口压力和换热器效能的情况下,循环效率在50%-65%之间,并且空气释能发电阶段的（火用）效率也更高。研究了压缩机组出口压力、低温泵出口压力和换热器效能的变化对两种LAES系统的... 

【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

英国Highview公司液化空气储能系统示意图

然后进入下一级气缸继续被压缩。本文参照文献[17]，构建了常规液化空气储能系统，如图2-1 所示。常规 LAES 系统采用双级压缩、双级膨胀。2.1 系统描述为简化分析与计算，在建立常规液化空气储能系统的数学模型前，提前提出下列假设：（1）空气为氧气和氮气的二元理想混合气体；（2）压缩过程和膨胀过程均为实际多变过程；（3）忽略各设备以及管路的散热损失；（4）不考虑工质空气的流动压损。图 2-1 常规 LAES 系统的结构示意图

耦合ORC的LAES系统的结构示意图

【参考文献】：
期刊论文
[1]深冷液化空气储能系统的热力学建模及?分析[J]. 何青,王立健,刘文毅.  华中科技大学学报(自然科学版). 2018(10)
[2]深冷液化空气储能技术及其在电网中的应用分析[J]. 徐桂芝,宋洁,王乐,邓占锋,梁立晓,金翼,邓敏.  全球能源互联网. 2018(03)
[3]联合液化空气储能的有机朗肯循环研究[J]. 安保林,王俊杰,段远源.  工程热物理学报. 2018(03)
[4]面向可再生能源消纳的多能源系统:述评与展望[J]. 杨经纬,张宁,王毅,康重庆.  电力系统自动化. 2018(04)
[5]基于NSGA-Ⅱ算法的VM循环热泵多目标优化分析[J]. 谢英柏,周博滔.  太阳能学报. 2017(07)
[6]低温液空储能流程模拟及优化[J]. 白芳,张沛,尹少武,童莉葛,王立.  储能科学与技术. 2017(04)
[7]低温高压液态空气储能系统分析[J]. 邓章,安保林,陈嘉祥,张涛,周远,王俊杰.  低温与超导. 2017(05)
[8]可再生能源发展“十三五”规划[J].   太阳能. 2017(01)
[9]基于Pareto最优解的含分布式电源配电网无功优化[J]. 付英杰,汪沨,谭阳红.  电力系统及其自动化学报. 2017(01)
[10]液态压缩空气储能系统空气节流液化过程热力性能[J]. 赵明,梁俊宇,张晓磊,李孟阳.  云南电力技术. 2016(06)

硕士论文
[1]液态压缩空气储能系统热力性能关键技术研究[D]. 张晓磊.昆明理工大学 2016
[2]新型压缩空气储能系统性能研究[D]. 郭欢.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2013



本文编号：3399545