液控压缩空气储能系统原理及运行策略研究

发布时间：2024-03-20 21:58

　　随着化石燃料的过度使用,气候环境问题日益凸显,进行能源结构调整势在必行。逐渐缩小燃煤电厂比重,大幅提高以风、光为主的可再生能源发电比重,成为未来电力发展的主要方向。由于可再生能源具有随机性、间歇性、波动性等特点,使得寻求一种可实现低成本调峰的方法成为当前研究热点。在此需求下,电力储能技术以其具有分时储/释能的特点受到越来越多的关注。压缩空气储能技术是未来可实现商业化运营的大规模电力储能技术之一,具有系统容量大、运行成本低、使用寿命长、建设选址受限制较小等特点,具有较好的应用前景。本文在介绍了现有压缩空气储能技术现状的基础上,通过控制液体流动压缩气体,建立了液控压缩空气储能系统概念,系统包括等温压缩、虚拟抽蓄、自适应液压势能传递和恒压储气四个子系统,具有气体近似等温过程运行、水轮机定水头发电、液压活塞多面积匹配及气体高效传输存储的特点。对各子系统进行了原理分析、系统设计与运行策略研究,并搭建了液控压缩空气储能系统实验模型,最后采用PLC控制对系统设计方案与运行策略进行物理实验验证,主要研究内容如下:(1)对液控压缩空气储能系统运行的热力学过程展开研究,通过理论推导比较了不同气液做功过程及...

【文章页数】：121 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１燃气轮机发电系统示意图??Ｆｉｇ．?１－１?Ｇａｓ?ｔｕｒｂｉｎｅ?ｐｏｗｅｒ?ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ??

图１－１燃气轮机发电系统示意图??Ｆｉｇ．?１－１?Ｇａｓ?ｔｕｒｂｉｎｅ?ｐｏｗｅｒ?ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ??传统压缩空气储能系统基于燃气发电原理工作［２１］。如图１－１所示为燃气轮机发??２??

图１－２燃气补热的传统压缩空气储能系统原理示意图??Ｆｉｇ．?１－２?Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ?ｆｉｒｅｄ?ＣＡＥＳ?ｓｙｓｔｅｍ??

燃气补热的传统压缩空气储能系统是基于燃气轮机发电系统改造而成的，在其??基础之上将压缩与膨胀过程拆开，可分时完成，压缩后产生的高压气体可存储于储??气室中，如图１－２所示。储能时空气通过压缩机被压缩为高压气体存储于储气室中。??发电时储气室中的高压气体进入燃烧室与燃料混合燃烧，形....

图１－３?ＡＡ－ＣＡＥＳ原理示意图??Ｆｉｇ．?１－３?Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＡＡ－ＣＡＥＳ??

通过在各级压缩／膨胀机以及级间换热装置中进行快速热交换，控制气体温度变化范??围，从而提高系统整体运行效率。??ＡＡ－ＣＡＥＳ工作原理如图１－３所示，储能过程中，电动机驱动多级压缩机将空??气压缩，在每一级压缩后都通过换热器对压缩气体进行冷却，散热后的高压气体被??存储于储气室中....

图１－６液体活塞结构模型??Ｆｉｇ．?１－６?Ｔｈｅ?ｐｈｙｓｉｃａｌ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｌｉｑｕｉｄ?ｐｉｓｔｏｎ??ＳｍｔａｉｎＸ公司是著名的以压缩空气储能技术为特色的公司［５（）］，提出了多种压缩??

ＳｕｓｔａｉｎＸ还率先提出用泡沫替代雾状液滴控制气体温度以进一步提高等温压缩膨胀??的效果，为液控压缩空气储能系统提供了新的研宄发展方向［５２］。??ＳｕｓｔａｉｎＸ公司提出的等温压缩空气储能技术有多种实施方案。如图１－７所示提??出一种实现压缩空气储能系统中气体快速等温缩放的方....

本文编号：3933367