抽水蓄能机组的节能作用

抽水蓄能机组在电网低谷负荷时作抽水负荷,降低水电机组的压火损耗,电网高峰负荷时顶替火电机组,不仅有利削峰填谷作用,还可作备用电源,简单分析表明,华东电网运用1台300mn抽水蓄电机组代替300MW燃煤机组,每年可节几t燃煤。     

压缩空气储能系统热能储存与利用研究进展

压缩空气储能是解决可再生能源大规模并网不稳定的有效途径之一,是目前大规模储能技术研发的重点.将系统压缩热进行储存和利用是提高其效率和经济效益的重要手段.本文介绍了压缩空气储能技术的发展历程和基本原理,进一步分析了显热蓄热、潜热蓄热和热化学蓄热3种蓄热方式的技术现状,发现采用潜热蓄热是提升先进绝热压缩空气储能系统综合性能最有潜力的方式.从蓄热子系统热能利用方面出发,总结归纳先进绝热压缩空气储能系统耦合其他能源系统的研究进展,发现先进绝热压缩空气储能系统耦合冷热电联产、煤电机组和太阳能集热系统能进一步改善整体能量梯级利用率、效率性能和经济效益.最后,总结和展望了压缩空气储能系统热能储存与利用的研究方向.     

蓄能技术的现状与展望

介绍了中国的蓄能技术现状及现有蓄能技术优缺点比较,对未来储能技术发展潜力及研究方向进行了阐述,并介绍了一种优势明显的新储能技术——油压蓄能发电.     

一种新型的空调技术—冰蓄冷

三年前上海计划用电办公室推广了一种新型的空调技术－冰蓄冷,冰蓄冷设备与常用空调设备的主要区别是前者有一蓄冷箱,箱内有水或其它液体,利用制冷机在夜间将蓄冷箱内的水制成冰,在日间使蓄冷箱内的冰熔化成制冷水,制冷水通过大楼内管道进行循环制冷。     

冰蓄冷空调系统经济性的影响因素

介绍了冰蓄冷空调系统的策略,通过建立冰蓄冷空调系统的经济性模型,进行了经济性优化计算,分析了蓄冷率、峰谷电价比、电力增容费和蓄冷方式等因素对冰蓄冷空调系统在初投资、运行电费和总费用方面的影响。     

考虑需求响应与火蓄调峰的优化调度模型研究

为了应对风电等可再生能源接入引起的系统调峰压力增大且影响系统经济运行的问题,进一步挖掘新型调节电源、传统调节电源和负荷侧协同调峰的潜力,综合利用负荷侧的需求响应和电源侧的抽水蓄能、火电三种调峰措施联合调峰,构建考虑需求响应和火蓄参与深度调峰的电力系统两阶段优化调度模型。第一阶段优化模型中引入负荷侧的需求响应,以最小化负荷与风电差值的平方之和为目标,优化负荷曲线,降低系统峰谷差;第二阶段优化模型利用电源侧的抽水蓄能和火电深度调峰,计及火电深度调峰电量损失成本、抽蓄调峰成本和弃风成本,以系统总运行成本最小为目标,在第一阶段模型的基础上优化各机组出力,增加风电上网空间。以改进的IEEE30节点系统进行算例分析和两阶段优化模型有效性验证,结果 表明,所建模型可提高调峰能力,促进风电消纳,并降低系统总运行成本。火电机组进一步降低出力,积极参与深度调峰,能够有效促进系统风电消纳。三种调峰方式有机结合联合参与调峰,降低了负荷的峰谷差,不仅有效降低了弃风率,还减轻了系统的调峰压力,缩短了火电深调时段。     

电力能源转换与储存技术(2) 电力能源的储存技术

受发电设备固有惯性和运行经济性限制,传统电力供应(水电、火电、核电)自身具有大规模、连续性、同时性等特点;而用电负荷具有随机性和间断性,造成了二者间的矛盾,特别是随着风电、光伏发电的大规模开发和利用,供电和用电的矛盾将进一步加剧。虽然这种矛盾可以通过加强电     

基于分布式能源系统的蓄冷蓄热技术应用现状

分布式能源系统具有能源利用率高等优点,在国内外得到了快速的发展,但是仍存在设计容量偏大、运行效率降低、耦合可再生能源系统安全性差等问题.为了解决上述问题,蓄冷蓄热技术被应用于分布式能源系统,并得到广泛的应用,但是相关研究工作多为个例,缺少系统性整理和论述.本文从蓄冷蓄热材料发展现状出发,论述不同蓄冷蓄热材料的特点;然后...     

耦合抽水蓄能的压缩空气储能电站概念研究

 储能是发展新能源、实现碳达峰碳中和目标的基础条件,其中抽水蓄能是最主要的储能方式,但是抽水蓄能依赖地理条件,需要占用大量自然资源,优良的厂址资源十分有限。为了缓解抽水蓄能厂址资源需求与自然资源稀缺的矛盾,提出了一种耦合抽水蓄能的压缩空气储能系统,并从研究思路、概念方案和工程可行性进行分析,从而为抽水蓄能产业发展提供创新解决方案。  围绕提高能量密度,以减小水库容量、降低水库高度差为突破点,运用压缩空气排水的方法,将水泵水轮机替换为压缩机和膨胀机,下库改为封闭结构的承压容器。储能时,压缩机将空气压缩至高压充入下库,并推挤下库内的水至上库。释能时,水从上库返回下库,下库内的压缩空气被推挤出,并经膨胀机释放。这可使相同条件下抽水蓄能的能量转换量提高数倍。为了论证耦合抽水蓄能的压缩空气储能电站的储能效果,设置上、下库高度差300 m,按照低性能和高性能两套设备参数,对40 MW/200 MWh的概念方案进行热力学分析和储能效率计算。  结果表明：在低性能参数条件下,储能效率65.68%,在高性能参数条件下,储能效率70.81%;能量密度1.67 kWh/m³。  耦合抽水蓄能的压缩空气储能系统可使水库容量或高度差大幅减小,大大降低厂址要求,并可使发展抽水蓄能受限的地区具备开发条件,且关键设备成熟,单位造价与常规抽水蓄能相近,技术经济上可行。     

带压缩空气储能的冷热电联产系统的

对一种带压缩空气储能的冷热电联产系统进行了热力学(火用)分析,得到了各主要部件和整个系统的(火用)损失及(火用)效率的变化规律.分析结果表明空气透平绝热效率的提高对系统(火用)效率的贡献大于压缩机效率同样提高的功效;在其它参数确定时,存在最佳压比,可使系统的(火用)效率在该条件下达极值;高温换热器是新型冷热电联产系统中产生(火用)损失的主要部件,而循环水量的大小是影响高温换热器(火用)效率的主要因素.     

Thermal Energy Storage and Phase Change Materials: An Overview

The storage of thermal energy in the form of sensible and latent heat has become an important aspect of energy management with the emphasis on efficient use and conservation of the waste heat and solar energy in industry and buildings. Latent heat storage is one of the most efficient ways of storing thermal energy. Solar energy is a renewable energy source that can generate electricity, provide hot water, heat and cool a house, and provide lighting for buildings. Paraffin waxes are cheap and have moderate thermal energy storage density but low thermal conductivity and, hence, require a large surface area. Hydrated salts have a larger energy storage density and a higher thermal conductivity. In response to increasing electrical energy costs and the desire for better lad management, thermal storage technology has recently been developed. The storage of thermal energy in the form of sensible and latent heat has become an important aspect of energy management with the emphasis on the efficient use and conservation of the waste heat and solar energy in the industry and buildings. Thermal storage has been characterized as a kind of thermal battery.     

Thermal Energy Storage Behavior of a Paraffin during Melting and Solidification

Abstract

In this study, experiments are conducted to investigate charging and discharging characteristics of a paraffin as a phase change material (PCM). A vertical tube-in-shell geometry is designed to store the PCM. The thermophysical properties of the paraffin examined are determined through the differential scanning calorimeter (DSC) analysis. A series of experiments are carried out to investigate the effect of increasing the inlet temperature and the mass flow rate of the heat transfer fluid (HTF) both on the charging and discharging processes (i.e., melting and solidification) of the PCM.     

论抽水蓄能电站在加快新能源发展中的重要作用

分析了在总装机容量增大及新能源比重激增的背景下,电网调峰机组选择存在的问题以及国内抽水蓄能电站没有同步发展的原因,研究了抽水蓄能电站作为调峰电源的经济性变化。指出,改变以往调峰电源选择思路,加快抽水蓄能电站发展,推动电网辅助服务定价是实现节能减排和加快新能源发展的最优选择。     

太阳能相变蓄热应用于吸收式制冷的分析

介绍了一种将太阳能相变蓄热技术应用于两级吸收式制冷的新型空调系统,简要分析了该系统的装置结构、工作原理和使用优点。对相变蓄热装置放热过程中放热盘管出水温度随放热时间的变化关系进行了实验测量,并对两级吸收式制冷系统效率进行了分析。通过研究可知,该太阳能空调系统有效解决了以往系统不稳定性和间断性问题;太阳能相变蓄热装置具有体积小、蓄热量大、放热速率大、连续放热温度均匀、便于控制热源加热温度等特点,适合储存太阳能并为吸收式制冷系统提供加热热源。综合考虑系统设备简单,加工要求低的制造特点,所以吸收式制冷以太阳能等低品位热源驱动有着良好的发展前景。     

Thermal Characteristics of Paraffin Wax for Solar Energy Storage

A thermal energy storage medium must meet the requirements of a stable storage material with high heat capacity. Heat storage based on the sensible heating of media such as water, rock, and earth represents the first generation of solar energy storage subsystems and technology for their utilization is well developed. However, recently the heat storage based on the latent heat associated with a change in phase of a material offers many advantages over sensible heat storage. The most important characteristic of such a subsystem is its sufficient storage capacity. The PCM (phase change material) behavior is visualized by constructing an idealized model thermal capacitor subjected to simulated solar system environmental conditions which include thermal cycling utilizing the latent heat of paraffin for heating and cooling. The proposed model of the capacitor is of a flat plate geometry consisting of two panel compartments forming the body of the capacitor containing the paraffin, leaving at their inner surfaces a thin passage allowing the water flow. The whole structure is assumed to be insulated to minimize heat loss. Analysis solution is used to generate data about the temperature distribution, the melt thickness, and the heat stored in the PCM under two conditions of: (a) constant mass flow rate tests for various water inlet temperatures, and (b) constant water inlet temperature for various mass flow rates. A FORTRAN computer program is constructed to perform the analysis. It is found that water outlet temperature increases with time until it becomes nearly equal to the inlet temperature. Increasing the mass flow rate for a given inlet temperature, decreases the time required for outlet temperature to reach a given value. Increasing inlet temperature for a given mass flow rate gives a very rapid decrease in the time required for the outlet water temperature to reach a given value. Instantaneous rate of heat storage is determined from the inlet-to-exit temperature differential and measured flow rate. This rate is then integrated numerically to determine the cumulative total energy stored as a function of time. It is found that the instantaneous rate of heat storage decreases till reaching a nearly constant value. The total or cumulative heat storage as a function of time, showed a nearly linear trend in the mid-range time, and it increased with increasing inlet temperature.     

相变储能材料的研究和应用

相变材料的研究与开发是一个新兴的领域。本文介绍了相变材料的功能、选择方法、分类、特性、新发展,并指出了各类相变材料存在的问题以及解决的方法。评述了相变材料在太阳能、工业余热利用、电力调峰、纺织业和建筑节能等领域的应用。     

皮囊式蓄能器蓄能效率的理论和实验

本文首先从理论上分析了常用皮囊式蓄能器的蓄能机理以及能量损失产生的原因。找到了对应最大蓄能效率的蓄能器理想工作过程。往皮囊内填入不同材料能有效地改变皮囊内腔的等效比热等物理参数,实验显示填入高比热、低导热系数的材料能使蓄能器实际工作过程逼近理想工作过程,填入0.12kg的2#此类材料使蓄能器的压力损失Δp减少了32％～55％,损失功WL下降72％,从而找到了提高皮囊式蓄能器蓄能效率的简便低廉、效果显著而又无需改变蓄能器结构的途径。     

地下含水层储能的实验分析与模拟

以达西定律为理论基础，建立了模拟地下含水层储能真实环境的实验平台和模拟程序．通过实验数据和模拟程序的拟合，模拟真实环境的地下含水层温度分布和水流运移；以及回灌热水在实验台中流动和传热情况，发现回灌水对含水层的直接影响区域较小，含水层中水的横向流动和传热较为缓慢；含水层中垂向流动和热传递很小，各层间的相互影响作用较小。