微小型压缩空气储能系统研究

风能、太阳能等可再生能源的非稳定输出特性对电网系统的安全运行影响很大。储能系统不仅可以调节电网负荷提高供电品质,而且可以作为应急电源。本文对不同储能方式进行了分析,研究了储存压力和流量等运行参数对微小型压缩空气储能系统输出功率与运行效率的影响,提出了风电单元配置微小型压缩空气储能系统的调控方案和需解决的关键技术,对储能系统发展和提高电网安全运行有参考意义。     

小型风力-压缩空气储能系统研究概述

小型压缩空气储能系统是分布式能源系统的重要组成部分，是弥补新能源发电系统波动性和随机性的一种有效方法。通过查找国内外相关文献，对小型压缩空气储能系统的关键部件进行综述，得到小型压缩空气储能技术和释能技术的发展方向。基于当前研究现状，得出结论：首先为了提高系统效率要解决耦合后功率不匹配问题，其次为满足风力发电机组空间受限的特点应对压缩空气进行一体化设计，最后对压缩空气关键技术进行总结，并给出了有待解决问题的研究方案。     

基于开式蓄能器概念的压缩空气储能系统

正1闭式蓄能器与开式蓄能器在液压系统中常用的蓄能器为闭式蓄能器,其压缩空气腔是封闭的,腔室的容积随气压高低而改变。在图1中,蓄能器内空气由容积V1压缩到V2,压力由p1(通常为1个大气压)升高到p2,则蓄能器内压缩空气的压缩能为AFEBGA面积,在常用闭式蓄能器排油终止时的压力p3p1,即蓄能器内压缩空气释放的压缩能仅为FEBG面积,尚有AFG面积的能量没有得     

带压缩空气储能系统的全液压海上风力发电系统

1风力发电机对储能的迫切要求由于风的随机性,导致风力机输入功率的随机波动,为了平抑这种波动,现代风力机都采用变桨控制的方法。但是由于变桨控制系统的被控对象—叶片的惯性很大,因此变桨控制只能平抑慢变的风速波动,对于阵风是来不及调节的。况且即使液压变桨系统有足够快的动态,也不宜用于叶片的快速调节,因为叶片会产生强烈的扭振,大大缩短叶片的寿命。储能系统动态远高于变桨系统,可有效平抑风力     

压缩空气储能发电频率特性分析

当前阶段,我国主要的电力来源是煤、石油和天然气这三种广泛使用的传统能源。未来,我国火电发电的量将在很长一段时间内保持下降的趋势,将会难以满足调峰以及调频的需求,因此,储能是解决电力供需平衡的有效手段。压缩空气储能是一种容量较大的储能技术,在压缩空气储能技术的背景下,研究了一种将液体作为驱动介质,利用高压压缩空气进行发电的方法。在系统中建立了压缩空气的热力学模型、液压马达的数学模型以及同步发电机的数学模型,并将这些模型在Simulink中进行仿真搭建,分析了储气罐压力和马达排量对于系统中马达转速的影响,并对这些参数进行设计选取,针对马达转速波动过大无法并网发电的问题,采取传统PID的方法来减小马达的转速波动,稳定系统的输出,保证发电机的平稳运行。     

水下压缩空气储能系统储气装置的CFD数值模拟

针对水下储气装置在复杂的海洋环境中容易受到海流的影响从而引发结构失效等问题,采用大涡模拟方法,对不同海流条件下的水下储气装置流体动力学特性进行了数值模拟.首先对比分析了不同流速工况下海水绕流后的时均速度场;其次通过监测在0.5 m/s流速工况下旋涡的发展及脱落过程以研究尾迹流场的瞬态变化情况;最后分析了在不同工况下装置...     

压缩空气储能系统节流效应研究

为解决压缩空气储能系统在释能过程中的变工况问题,本文提出了在储气库出口设置节流稳压阀装置,确保空气膨胀机在设计工况下高效工作,针对改进后的新储能系统,建立了节流过程的热力学模型,真实空气的物性对稳压节流阀效应的影响规律,重点研究了节流稳压阀对系统能量转换效率的影响规律。研究结果表明,压缩空气储能系统中加入节流稳压阀能够解决其工况问题,会带来附加的不可逆损失,但能够提高空气透平膨胀机的效率,对原有系统的能量转换效率影响很小。研究结果对压缩空气储能系统工程应用具有一定的指导意义。     

新型电控液驱车辆储能元件特性分析

分析了电控液驱车辆储能元件——气囊式液压蓄能器的工作过程并建立了相关的数学模型，对液压蓄能器的特性参数（有效容积、比能量、比功率以及效率等）和能量转换效率进行了计算和讨论。对蓄能器和蓄电池在比功率和能量转换效率等方面进行了比较，提出了改善液压储能元件特性以及获得高效率的技术措施。     

基于多级压缩—膨胀的压缩空气储能系统

<正>1二级压缩—膨胀式压缩空气储能系统图1为2009-2011年间发明人在多个关于多级压缩-膨胀式压缩空气储能系统的发明专利中给出的二级压缩-膨胀式压缩空气储能系统图。该系统是基于开式蓄能器原理的压缩空气储能系统。该系统有储气罐(102)、液压泵/液压马达(130)、电动机/发电机(132)、活塞式蓄能器(116)、气-液增压缸(118)以及7个二位二通电磁换向阀(106、128)等组成。初始状态,增压缸118活塞位于最右端,活塞式蓄能器116的活塞位于最左端。     

压缩空气储能系统的工作特性研究

基于典型压缩空气储能系统工作原理,运用热力学理论建立了压缩过程、储气系统和膨胀发电过程的理论分析模型。采用储能效率和储能密度作为评价指标,揭示了压缩空气储能系统在等温、绝热和多级多变工作过程下的工作特性,分析比较了恒压和恒容储气方式对有效能、储气罐容积等系统性能的影响规律。结果表明增大储气压力以及采用多级压缩和多级膨胀过程可提高储能系统的效率和储能密度。采用恒压式储气罐可减小储气容积。分析模型和研究结果可为设计高效的压缩空气储能系统循环形式提供基础。     

气液溶解式液压储能技术的储能密度研究

针对现有蓄能器储能密度低导致体积过大的问题,提出一种气体压缩与气液溶解相结合的混合储能方式。以CO₂-H₂O作为储能介质,采用自主搭建实验台进行了储能特性的实验研究。结果表明：CO₂和H₂O的溶解度增大使得混合储能技术的升压范围明显低于常规蓄能器,在压力变化范围相同的情况下,该蓄能器储存能量更多;蓄能器初始压力、储能速度以及气液比例是影响气液溶解式蓄能器储能密度的三个因素,蓄能器初始压力越高、储能速度越低,储能密度改善越明显;随着注水量的增大,气体溶解量增大,当溶解量达到最大值时,储能密度的改善受到限制。气液混合储能技术具有高能量密度和节能环保的特性,是一种现实可行的替代性技术。     

液压气动专利讲坛(19) 液体活塞式压缩空气储能系统

<正>1液体活塞式压缩空气储能系统原理图1表明,与传统的闭式蓄能器相比,开式蓄能器显著提高了蓄能器的容积能量密度,前提是要求满足等温压缩和等温膨胀的条件。满足等温压缩和等温膨胀的条件是压缩空气储能系统必须具备良好的热交换能力。在传统的活塞式压缩机中,由于活塞的高速往复运动,空气压缩产生的热量来不及通过缸壁向环境散热,因此近似为绝     

一种液压储能汽车的混联式新方案

该文在分析现有串联式与并联式液压储能汽车技术方案的基础上,借鉴混合动力电动汽车的发展经验,提出一种新型的混联式的技术方案。该新方案可以充分发挥其他方案的长处,提高了动力总成的工作效率,并对其各种工作模式及适应工况进行了分析。     

基于AMESim的水下大型气液混合储能系统运行特性分析

海洋可再生能源有望成为日益频繁的海洋活动的重要能量来源,尤其是对于有长期、持续、原位、无人需求的应用场景,一定程度上可弥补传统缆系岸电和自持电池/燃料供电方式的不足。但海洋可再生能源存在显著的间歇、波动缺陷,储能是克服该缺陷的最有效方式之一。提出了一种应用于海洋可再生能源的存储与释放的水下大型气液混合储能系统概念,融合高压气体在能量密度和水液压在功率密度上的优势。利用AMESim建立了系统仿真模型,分析了系统储能与释能过程中压力、温度等关键参数的变化,研究了系统的运行效率、能量密度及能量传递与转换特性。结果表明,水下气液混合储能系统运行效率可达约58%,但储能能量密度还有待于进一步提升。     

储能装置并网接入系统的研究

介绍了各种储能装置电网接入系统的方式以及接入系统的关键部件,并阐述了国内外储能装置接入系统的研究状况。     

一种带有储能装置的可再生能源发电系统实验平台

带有储能装置的可再生能源发电系统可以实现功率调控,对提升电力系统柔性、提高整个电力系统的可靠性、缓解能源危机和环境污染具有十分重要的意义。给出了系统实验平台的基本架构,完成了可再生能源发电单元、电池储能单元、功率调节系统等各模块的设计,通过网络进行了系统互联。通过设计主程序和中断程序,实现了系统功能。该实验平台可以用来辅助分析储能技术在电力系统和可再生能源发电中的应用模式、分析系统的功率调节和控制方法,对于充放储一体化电站的设计具有一定的实验分析和参考价值。     

液驱混合动力车辆能量回收系统关键问题研究

液驱混合动力车辆通过双向液压变量马达排量的改变,将车辆的制动能储存在液压蓄能器中.因此,有必要对双向液压变量马达排量控制机构的响应特性和蓄能器在储能及放能过程中的能量损耗进行研究.建立了排量控制机构的模型,并通过实验得到了关键元件高速开关阀的所需参数,分析了影响响应特性的因素;建立了蓄能器与连接管路的数学模型,对储能和放能过程中的能量损耗影响因素进行了分析.所得结论对液驱混合动力车辆的设计和动态特性分析具有参考意义.     

喷雾时刻对等温压缩空气储能系统性能的影响

为了研究压缩过程与喷雾换热过程的耦合关系,首先对喷雾换热等温压缩空气系统数学模型进行建立;其次通过实验数据验证了模型的准确性;最后研究了喷雾启闭时刻对系统总效率的影响,同时分析了不同压缩比和活塞速度与喷雾关闭时刻的关系。研究结果表明：给定0.12 m的气缸行程,当压缩比为2,活塞速度为0.1 m/s时,在下止点开启喷雾,0.3 s后关闭,系统总效率最优为87.73%,相对于压缩过程一直喷雾情况下的效率提高了7.63%。当活塞速度为0.15 m/s时,压缩比从2增大为5,最优喷雾关闭时刻从0.3 s增大为0.5 s。当压缩比为3时,活塞速度从0.1 m/s提升为0.2 m/s,最优喷雾关闭时刻从0.5 s减小为0.3 s。