高压大功率电能转换固体储能供暖技术研究

发布时间：2017-09-11 04:02

  本文关键词：高压大功率电能转换固体储能供暖技术研究

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【摘要】：我国近年来,各项事业飞速发展,带来经济效益的同时,也产生相应的环境污染问题,例如氮氧化物、硫化物、二氧化碳等温室气体,以及近两年来严重的“雾霾”。而冬季我国北方地区的燃煤供暖又加剧了污染的程度,因此需要找到其他形式的清洁能源来替代传统的燃煤供暖方式。在众多清洁能源中,太阳能、电能、地源热泵等形式的研究较为广泛,但是结合我国北方地区冬季的特点,及当前我国电网中存在的巨大调峰压力、冬季北方地区弃风期与供暖时段高度重合等因素,论文就是研究基于电力蓄能技术进行供暖来替代传统燃煤供暖。论文通过对现有电能采暖方式进行分析比较,确定所要研究的电蓄能技术是具有蓄热功能的集中型电热锅炉；设计了一个能够直接接入高电压、大功率的电热储能炉,可以利用低谷电和弃风电采取固体储热方式将不同类型的电能,例如电网中用电负荷低谷的电能、风力和光伏发电所产生的电能,转换成热能并储存起来,在需要的时候,根据不同的需求再通过交换装置,将储存的热能转换成热水、热风、蒸汽用于城市供暖及工业热源或在用电高峰时段发电馈送到电网,实现了大功率和超大功率电能储存,解决了电能难以储存的难题；并对以电热储能炉为代表的清洁热源进行投资分析。论文中所设计的高压大功率电热储能炉,能够直接接入10kV及以上的高压电网,采用固体介质储热,具有储热能力强、占地面积小、维护成本低、储热温度区间更宽、安全性好等优势。并对一个试点工程来进行电热储能炉的效益分析和供暖热源投资分析,用具体的数据来说明利用电热储能进行供暖的经济性和优越性。为今后大规模推广高电压大功率电热储能技术提供了有力的理论支持。
【关键词】：电蓄能 固体储能 电热储能炉 效益分析
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU832;TM61;TK02
【目录】：

• 摘要10-11
• Abstract11-12
• 第一章 绪论12-16
• 1.1 课题研究的目的及意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.2.1 国外研究情况13-14
• 1.2.2 国内研究情况14-15
• 1.3 本文研究的主要内容15
• 1.4 本章小结15-16
• 第二章 电力蓄能技术分析16-24
• 2.1 发展电力蓄能技术的必要性16
• 2.1.1 我国电网存在巨大的调峰压力16
• 2.1.2 城市环境污染严重急需清洁热源16
• 2.2 电能采暖形式性能分析16-22
• 2.2.1 集中型电采暖分析17-19
• 2.2.2 分散型电采暖分析19-21
• 2.2.3 利用电蓄热式清洁热源替代燃煤锅炉优势分析21
• 2.2.4 结论21-22
• 2.3 电力蓄能技术在供暖系统中的应用前景22-23
• 2.3.1 调整供暖结构具有明显的社会效益22
• 2.3.2 提高发电机组的运行效率22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 高压大功率电能转换固体储能系统24-37
• 3.1 高压大功率电能转换固体储能系统设计24-30
• 3.1.1 设备的组成设计26-27
• 3.1.2 工作原理27-28
• 3.1.3 主要技术参数28
• 3.1.4 设计创新点28-29
• 3.1.5 选型设计29-30
• 3.2 采用固体储热技术分析30-33
• 3.2.1 固体储热特性30-32
• 3.2.2 固体储热与水储热对比分析32-33
• 3.2.3 采用固体介质储热的优势33
• 3.3 高压大功率电能转换固体储能技术使用优势33-34
• 3.4 高压大功率电能转换固体储能技术在电网储能调峰的几种应用模式34-36
• 3.4.1 风电蓄热供暖的就近消纳模式34
• 3.4.2 城市分布式储能调峰供暖消纳模式34-35
• 3.4.3 城市分布式储能调峰发电余热供暖消纳模式35-36
• 3.4.4 大工业用户储能调峰用热消纳36
• 3.5 本章小结36-37
• 第四章 高压大功率电热储能炉效益分析37-45
• 4.1 电热储能炉的成本分析37-39
• 4.1.1 供暖成本分析37
• 4.1.2 运行成本37
• 4.1.3 辽宁省部分地区住宅冬季供暖耗热量37-39
• 4.2 供暖热源投资分析39-41
• 4.2.1 设备投资39
• 4.2.2 运行成本分析39-40
• 4.2.3 设备折旧40
• 4.2.4 二次管网维修40
• 4.2.5 设备维修40
• 4.2.6 人工管理费40
• 4.2.7 投资回报周期40-41
• 4.2.8 电热储能设备参考价格41
• 4.3 具体实例分析41-44
• 4.3.1 热负荷的确定41-42
• 4.3.2 供暖设备选型42
• 4.3.3 换热系统42
• 4.3.4 供电方案42-43
• 4.3.5 社会效益43
• 4.3.6 经济效益43-44
• 4.3.7 结论44
• 4.4 本章小结44-45
• 第五章 结论与展望45-47
• 5.1 结论45-46
• 5.2 展望46-47
• 参考文献47-50
• 致谢50

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