压缩空气储能技术及其应用探讨

大规模储能技术是实现电网削峰填谷,解决风电、光伏等波动性新能源消纳的有效手段。首先介绍了压缩空气储能的基本原理,阐述了基于压缩热回馈的非补燃压缩空气储能的技术优势及冷热电三联供的特性,探讨了压缩空气储能的关键技术,分析了国内外压缩空气储能技术的发展及现状;最后针对未来电网和微能源网的发展趋势,探讨了压缩空气储能技术的应用前景。     

带有氮气回收深冷处理设备的设计

对深冷处理技术及传统的深冷处理设备进行了简单总结,在此基础上提出了一种带有液氮回收的深冷处理设备。采用翅片管式换热器作为该深冷设备的中间换热设备,液氮通过换热器管侧进行热交换,翅片侧通过风机提供一定流速的气流进行强制对流换热,利用热交换后的气流控制设备的温度,热交换后的氮气流出换热器进行回收利用。根据使用要求对换热器进行了设计计算,确定了换热器的结构及尺寸大小。采用经验公式对该换热器的压降进行了计算,对比了该设备与传统深冷设备的效率和经济性。     

先进绝热压缩空气储能电站日前电力市场主从博弈竞标策略

先进绝热压缩空气储能(advanced adiabatic compressed air energy storage,AA–CAES)是支撑电力系统削峰填谷、阻塞管理及可再生能源消纳的有效手段之一.在储能产业商业化初期,研究面向日前电力市场的竞标策略对实现AA–CAES电站的经济运行大有裨益.本文在计及压力动态的AA–CAES运行模型基础上,采用主从博弈研究了AA–CAES电站竞标策略.作为主从博弈Leader,AA–CAES电站运营商向日前电力市场上报竞标标的(储能功率、发电功率、储能电价及发电电价);作为主从博弈Follower,市场交易机构以最大化社会福利出清电力市场.为高效求解主从博弈竞标模型,采用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)最优性条件及布尔展开法将双层主从博弈竞标模型转化为单层混合整数线性规划.IEEE–24节点测试系统算例表明,AA–CAES电站可利用低谷电进行充电,在高峰时刻再以高价售出,实现套利运行.基于主从博弈的日前电力市场竞标策略,可支撑AA–CAES电站的经济运行.     

轧辊深冷处理系统

本文介绍了一种应用于轧辊深冷处理的控温精确、功能完善、性能可靠、应用广泛的大型轧辊深冷处理系统.     

太阳能热气流发电系统仿真与实验研究

太阳能热气流发电系统是一种新型的可再生能源发电系统。文章利用COMSOL Multiphysics软件构建了该系统的CFD模型,并对该系统中集热棚和烟囱内的温度和压强,以及烟囱内浮升气流的风速变化情况进行了模拟研究。同时,利用搭建的太阳能热气流实验装置测量了集热棚内气流温度和烟囱内风速,并将实验结果与仿真结果进行对比分析。分析结果表明,集热棚内气流温度和烟囱内风速实测值的变化趋势与仿真结果基本一致,集热棚内气流温度实测值的平均值与仿真值平均值之间的相对偏差为2.9%,烟囱内风速仿真值与实测值之间绝对偏差的平均值以及标准差分别为1.21 m/s,0.4。     

基于主从博弈的共享储能分时电价策略

为提高共享储能收益,同时兼顾用户用电成本,建立了以储能电站为主导者、社区用户为跟随者的主从博弈模型。储能电站依据历史用户用电情况制定充放电策略,决定分时电价;用户根据主导者提供的分时电价,在充分满足不可转移负荷用能需求前提下,给出用电功率,选择合适的能源服务商。使用KKT最优性条件和线性规划对此博弈模型进行线性化处理,并利用商业求解器对其求解,通过算例分析,对所提方法的合理性进行验证。结果表明:基于主从博弈的共享储能电费定价策略,可使共享储能得到较高的收益,且使用户的支出也得到一定程度的降低。     

一种新型空调温区的VM循环制冷机

介绍了一种热能驱动的新型空调温区（>16℃）的VM循环制冷机, 可直接利用太阳能、工业余热或矿物燃料等的热能转换成的压力波动驱动制冷机中的工质进行膨胀制冷,并具有结构简单紧凑、振动低、运行可靠等优点。研究了制冷机冷热腔容积比,死容积和冷热排出器相位差对理论制冷量的影响,分析了各种热损失;设计了一台VM制冷机,计算了其充气压力和运行频率对实际制冷量和COP的影响,探讨了作为空调的应用前景;研究结果表明：在运行频率10Hz,制冷量达2000W时,COP可实现2.5～3,其中回热器损失占热损失主要部分。     

先进绝热压缩空气储能技术研究进展及展望

作为一种清洁物理储能技术,先进绝热压缩空气储能(advanced adiabatic compressed air energy storage system,AA-CAES)具有优良的辅助服务特性、多能联供联储能力,可为清洁能源的高效消纳注入新活力。该文直面AA-CAES技术在智能电网和综合能源系统的应用,在分析AA-CAES电站优良的动态特性的基础上,梳理AA-CAES电站建模、能效提升、运行规划及市场运营等方面的研究现状,指出当前研究瓶颈,明确后期应用研究的重点。希望能为智能电网和综合能源系统的AA-CAES技术相关研究提供参考,指导其应用推广。     

盐梯度太阳池Kalina循环发电系统性能研究

Kalina循环发电系统是一种典型的低温热源发电系统,具有广阔的应用前景。盐梯度太阳池能够实现连续聚热和跨季节蓄热,可广泛应用于光热发电系统和光热供热系统。文章提出了一种以太阳池储热量为热源的盐梯度太阳池Kalina循环发电系统,并利用Aspen Hysys软件对该系统进行建模。而后根据模拟结果,研究了提热温度、运行压力和氨水浓度对该系统各项性能的影响。此外,还分析了典型工况下,该系统的热力性能。分析结果表明:随着提热温度逐渐升高,盐梯度太阳池Kalina循环发电系统的发电功率、热效率和效率均逐渐增加;随着运行压力逐渐升高,该系统的热效率和效率逐渐升高,并且存在最佳的运行压力1.75 MPa,使得该系统获得最大发电功率;随着氨水浓度逐渐增大,该系统的发电功率也会逐渐增大,但热效率和效率却逐渐降低;当氨水浓度为85%、运行压力为1.75 MPa、提热温度为90℃时,该系统的热效率和效率分别为7.93%,57.59%。     

压缩空气储能盐穴储气库注采全过程热力学特性分析

压缩空气储能是解决风电、光伏等波动性可再生能源消纳问题的有效手段之一。盐穴作为压缩空气储气库具有独特的技术和经济优势。研究压缩空气盐穴储气库的热力特性,对于压缩空气储能系统的设计和运行都具有重要的指导意义。本文对盐穴储气库的压缩空气注采全过程开展了数值模拟和热力特性分析。分析结果表明:由于盐穴储气库内的空气和该储气库壁面上的盐岩层存在对流换热,因此充、放气过程中盐穴储气库内平均温度的变化程度均小于绝热模型,充气过程中,盐穴储气库内空气的平均温升为6.1℃,放气过程中,盐穴储气库内空气的平均温降为7.2℃;充、放气过程中,盐穴储气库壁面上盐岩层内热影响区的深度为2.5 m,这不会对盐穴储气库的安全运行产生不良影响。