基于气-液相变的等压压缩空气储能方法研究

风能和太阳能等可再生能源具有间歇性和不稳定性的特点,不能大规模接入电网.压缩空气储能作为大规模储能技术可以调节电网负荷,削峰填谷,解决上述问题.目前压缩空气储能系统的压缩空气都是在体积恒定的容器中储存,压缩空气在释放时经过减压阀节流减压至预定的较低压力,浪费了大量的有用能,导致系统效率低,压缩空气利用率低.等压压缩空气...     

新型大规模抽水压缩空气储能技术

风能、太阳能等间歇式新能源大规模并网发电给电力系统的安全稳定运行带来了严峻的挑战,规模化的电能存储是解决这一问题的重要手段之一。抽水蓄能和压缩空气储能技术是被国内外广泛应用和关注的大规模储能技术。本文在对这2种储能技术优势和缺陷分析的基础上,提出了一种具有效率高、响应快、一次性投资少、发电成本低的无水坝抽水压缩空气储能系统,重点介绍了非补燃式无水坝抽水压缩空气储能技术,并给出了基于大型地下洞库的应用设计实例,提出了发展大规模压缩空气储能尚需研究的关键技术,以期推动该技术在智能电网建设中的大规模应用。     

500kW绝热CAES空压机优化设计

绝热压缩空气储能(ACAES)是一种有效的电网调节技术。空压机作为能源输入设备,不但直接决定着系统效率,其排气温度也对系统中回热循环及透平机的高效运行存在较大影响;基于低能耗、高排气温度的要求对500 k W压缩空气储能项目的空压机进行优化设计,并提出背压跟随式分段压缩的实际运行方案,能够使系统效率提升26.2%。     

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。     

基于纤维装置安全运行的供风优化

针对洛阳分公司长纤维、短纤维等装置正常生产用压缩空气安全保障和能耗方面存在的矛盾,提出了设备运行模式和压缩空气资源优化方案,采取空分与压缩空气系统的资源互补措施,可以提高供压缩空气的安全性和经济性。     

电网侧储能技术应用分析

电池储能系统在电力系统中有着极为广泛的应用,它可以实现对接入点有功功率和无功功率的快速调节,提高系统的运行稳定性和电能质量,满足电网削峰填谷的应用需求。现首先简要介绍了储能系统在国内外电网中的应用情况,然后在某市电网重过载现状分析的基础上,对某重过载片区进行了电网侧储能规划,最后通过仿真证明加入储能后,主变低压侧负荷曲线明显平缓,削峰填谷效果良好。     

基于Aspen Plus的LNG冷能利用及压缩空气储能耦合系统研究

将LNG利用工业余热的发电系统与超临界压缩空气储能系统有机结合,从工程实际出发,根据热力学原理,构建了基于Aspen Plus的LNG冷能发电及压缩空气储能耦合系统模型,探讨了系统压力、温度和涡轮压比等关键参数对系统功率的影响,并从热力学角度对数值结果进行了机理阐释。结果表明,LNG低温火用得到了充分回收利用,实现了LNG冷能"温度对口、梯级利用";随着系统运行压力增大、膨胀级数增加及回热温度提高,净功率呈现了拐点现象。     

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。     

热空气注入式液氮能量转换装置效率分析

液化空气储能是指在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气成液态,在电网负荷高峰期释放液化空气气化推动汽轮机发电的储能方式。由于液态空气的低温特性和压缩特性,其储存的能量包含冷能和膨胀能两部分能量。能量的组成和数量与气化压力p0有关。过去的液空能量转换装置仅仅利用了膨胀能,而忽略了冷能,这导致了其效率低下。热空气注入式能量转换装置提出了通过回收低温冷能提高发动机的效率。理论效率可以通过提高工作压力来提高。最后提出了寻求一个有效的方法同时利用膨胀能和冷能来提高液态空气储能系统的效率为未来液态空气储能研究的趋势。     

基于超级电容储能装置的微电网电能质量分析技术

为提高微电网的工作效率和加强微电网的可靠性,应用功率超级电容模组构成和开关电容电压均衡技术、快速充放电技术、电能质量监测治理等技术,并且应用控制软件和人机界面软件,设计一种基于超级电容器储能系统的微电网电能质量分析装置,可广泛为微电网电力系统中电力调峰、提高系统运行稳定性和提高电网及微电网电能质量的重要技术手段;同时,还可根据电网负荷的变化改变运行方式以向电网释放或吸收电能。由此,对负荷实施削峰填谷以减少系统输电网络的损耗,获取经济效益。储能装置用于用户侧,可提高电能质量,增强系统可靠性。而且,分布式储能在增强系统运行稳定性和提高电能质量方面具有更大的优势,按照系统运行的要求布置储能装置,可得到更好的控制效果。     

压缩空气储能技术现状分析

从电力供应的"削峰填谷"入手,阐述了储能的背景环境。重点分析了压缩空气储能(CAES),比较了各种储能形式的发电效率及技术参数。通过比较国内外CAES的发展及技术研究现状,我们清晰地认识国内的发展状态及与发达国家之间的差距。结合特定CAES形式,理论上分析热动力性能及效率,并论述了CAES在将来风电并网中良好的前景。     

弹性储能装置中平面涡卷弹簧的有限元分析

储能已成为改善风电场输出功率可控性、提升电网稳定性水平的有效手段.提出了基于平面涡卷弹簧的机械式弹性储能-发电系统方案,针对储能装置中关键零件平面涡卷弹簧建立了力学模型和有限元模型,并进行了有限元应力分析和模态分析,得到了涡簧的扭转变形、横截面上的应力分布、固有频率和前20阶振型.研究成果为储能装置的优化设计、储能密度的计算提供了有力依据,也为弹性储能-发电系统的实现奠定了基础.     

含低负荷场景低碳多源协调调度

温室效应导致全球持续升温,巨大碳排放量导致地球已不堪重负,如何降低碳排放成为目前亟待解决的问题。当风电出力与火电机组最小出力之和大于负荷量,只能通过储能、储热装置或弃风来达到功率平衡,此时可定义为低负荷运行状态。在低负荷时段,负荷消纳风电难、储能成本运行高。首先,考虑火电机组深调对发电成本和碳排放量的影响,建立了火电机组分阶段出力模型,将碳交易机制引入系统的调度模型中,构建阶梯型碳交易成本的计算模型;其次,以碳排放量和发电成本最小为优化目标,综合考虑系统的各种约束条件,建立了基于多目标的含低负荷场景低碳多源协调调度模型;然后,采用改进萤火虫算法,得到最优调度方案;最后,以带10个风电场的系统为算例,采用3种不同对比实验证明,所提方法可有效降低碳排放量,提高了系统运行经济性。所提方法分析了风电并网渗透率对系统运行方式的影响,表明含低负荷场景低碳多源协调调度与风电并网渗透率密切相关。     

基于液压传导的风力发电系统研究

提出一种新型的液压传导储能风力发电系统模型。该模型采用液压系统传导储能,有效改善风电波动性,降低风机的制造维护成本,并实现功率及电压控制。通过液压传导将发电机及相关控制系统降至地面,能够降低一定的风机制造成本。通过对该模型的分析和实验,证明该新型系统能适用于中小型风力发电系统并且可以有效克服现有风力发电系统的一些缺陷。液压储能实现异时发电并改善风电的波动性,而通过调节液压系统来进行稳压,则无需电力稳压系统。     

基于能量管理系统的用电负荷节能优化

针对区域内不同时段的用电负荷带来巨大压力的问题,该文利用智能能量管理系统(SEMS)优化电网调度,将SEMS连接储能系统、分布式电网、供电部门和用电负载。通过设定分布式电网与SEMS综合配给电能和尽可能的利用当地区内的储存系统电能两种策略,对储能系统按照时间周期跨多个步骤进行优化,结合启发式算法对用电负荷矢量模块进行优化,实现用电功率负载管理。运用智能能量管理系统对24 h内的区域用电负载进行实验,结果表明:在两种策略的共同调度下,SEMS提供了一个最优用电负载平衡微调度。同时,其用电负荷节能率分别为5.66%和17.40%。     

并网风电出力平稳控制方法综述

风电以其清洁无污染、环境友好、技术成熟等优势,成为电力系统发展的热点。为有效利用风能,大规模风电场必须实现并网运行,但风电输出功率具有波动性和随机性,会对接入电网的稳定性和电能质量等方面造成不利影响,制约了风电的快速发展。针对如何改善风电出力波动对接入电网影响问题,分析了风电接入对电网的影响,对现有风电场出力的平稳控制方法进行了总结,提出了有待进一步研究的方向。研究结果表明;风电场装设无功补偿装置、采用储能技术或者和其他分布式电源组成微电网,可有效平稳风电出力的波动,改善对接入电网的影响。     

风电并网中储能技术应用的探讨

简要介绍了风电的特点和发展趋势,指出了风电并网面临的主要问题.针对风电并网带来的电能质量、稳定性、经济性等诸多问题,阐述了基于储能技术、风电功率预测技术和调度技术的解决方案.具体介绍了使用铅酸蓄电池组成储能系统并结合风电功率预测、电网调度技术的方法,使风电可控、可调,一定程度上改善了风电品质,提高了风电利用率,增强了电...     

液压型风力发电机组的转速和转矩解耦控制

以液压型风力发电机组为研究对象,输出高质量电能为研究目标,针对机组存在的转速和转矩解耦问题展开研究。建立定量泵-变量马达液压传动系统数学模型。从液压传动系统出发,探究影响机组电能输出质量的关键因素,分析该多输入-多输出系统存在的耦合问题,并采用前馈解耦补偿控制方法解耦。分析变量马达和比例节流阀对液压系统输出转速与转矩的控制规律,得到基于高电能质量控制的转速和转矩解耦控制器。以30kVA液压型风力发电机组半物理仿真实验台为基础,针对提出的控制方法展开研究。仿真和实验结果表明：液压型风力发电机组输出的转速和转矩实现了解耦控制,有效地实现了液压传动系统的稳速控制和传输功率波动的平滑控制。研究结果为液压型风力发电机组高质量电能输出控制和电网友好性能提高奠定了基础。     

基于dSPACE平台的电能计量实时仿真系统

在发展智能电网的新形势下,急需研究分布式能源、储能装置接入电力系统后对电能计量的影响,充电站和微网等新型负荷的电能计量,以及无功电能计量、冲击负荷计量、谐波线损等新问题.提出基于dSPACE平台构建电能计量实时仿真系统,进行电能表校验、电能计量算法优化设计、误差分析比较、电能质量分析、谐波分析、不同负荷对电能计量的影响和特种谐波源仿真等研究.介绍了电能计量实时仿真系统的基本思想和组成结构,设计了相应的硬件和软件,设计了高精度的全数字锁相环实现对电网频率的精密跟踪锁定,以减小非整周期采样带来的谐波分析误差,其锁定精度达到0.0002 Hz以上.计量仿真实验证明了用该系统开展高级电能计量研究的可行性.