基于正交设计的压缩空气储能系统效率分析

根据压缩空气储能系统的结构特性,采用正交设计和数值模拟方法对压缩空气储能系统的压缩机绝热效率、级间冷却温度、储气室最低工作压力、回热度、膨胀透平绝热效率和燃烧室效率等6个参数进行实验设计和数值模拟,并对模拟结果进行效率分析.通过对实验结果的方差进行分析,得到设计参数对系统效率的影响程度.结果表明:在压缩空气储能系统中,压缩机绝热效率、级间冷却温度、回热度、压缩机绝热效率与级间冷却温度的交互作用、级间冷却温度与回热度的交互作用以及压缩机绝热效率与膨胀透平绝热效率之间的交互作用为影响压缩空气储能系统总过程效率的显著因素;在现有技术水平下,降低压缩机级间冷却温度和提高回热度是提高压缩空气储能系统效率的最佳选择.     

压缩空气储能系统释能过程动态调控

压缩空气储能被认为是最具有发展前景的大规模储能技术,而压缩空气储能系统运行过程面对的是储气室压力变化以及输入/输出功率变化的复杂工况.针对压缩空气储能系统变工况运行需求和节流阀减压调节膨胀机入口压力存在控制精度低、压力损失大等问题,本研究提出采用阀门组合与减压容器相结合的压力控制单元来调控膨胀机入口压力、满足输出功率需求,并建立了集成压力控制单元的10 MW蓄热式压缩空气储能系统热力学模型.在此基础上,研究了储释能过程压力、温度、质量流量、功率等关键参数随时间的变化规律,揭示了阀门组合与减压容器相结合的压力控制单元调控膨胀机入口压力的机理与效果.压力控制单元与节流减压方式相比,释能过程的总?损失减小1.56×108 J,储能效率提高0.24％,储能密度提高0.04 MJ/m3.结果表明,本研究所提出的压力控制单元可以平滑地调控膨胀机入口压力,对保障压缩空气储能系统稳定高效运行,提高系统综合性能具有重要的作用.     

A review on underwater compressed air energy storage

压缩空气储能技术是目前储能技术的研究热点之一。水下压缩空气储能利用水的静压特性实现压缩空气的等压存储,具有系统效率较高、受地形限制小、储能规模灵活可变的特点,尤其适合于海上风能等可再生能源的规模化存储。本文简要介绍了压缩空气储能技术的工作原理与发展,通过对比分析阐明了水下压缩空气储能所具有的优势,全面分析了水下压缩空气储能技术的研究进展,对采用柔性储能包的水下压缩空气储能技术进行了重点分析,并对水下压缩空气储能系统开发的关键技术进行了总结和展望。     

水下压缩空气储能研究进展

压缩空气储能技术是目前储能技术的研究热点之一。水下压缩空气储能利用水的静压特性实现压缩空气的等压存储,具有系统效率较高、受地形限制小、储能规模灵活可变的特点,尤其适合于海上风能等可再生能源的规模化存储。本文简要介绍了压缩空气储能技术的工作原理与发展,通过对比分析阐明了水下压缩空气储能所具有的优势,全面分析了水下压缩空气储能技术的研究进展,对采用柔性储能包的水下压缩空气储能技术进行了重点分析,并对水下压缩空气储能系统开发的关键技术进行了总结和展望。     

300 MW压缩空气储能系统建模仿真

压缩空气储能系统是提高电力系统稳定性的有效手段。为研究大容量压缩空气储能系统的动态特性,基于MSP (Multi-disciplinary Simulation Platform,多学科仿真平台)软件建立了300 MW压缩空气储能系统热力学模型,研究了储能和释能过程中系统的动态特性,得到了系统关键参数的变化规律。所建立的300 MW压缩空气储能系统模型能准确模拟实际运行过程,对了解压缩空气储能系统的运行特性和开展进一步的优化研究具有一定的参考意义。     

Research progress in compressed air energy storage system: A review

压缩空气储能系统通过压缩空气存储多余的电能,在需要时,将高压空气释放通过膨胀机做功发电,在电力的生产、运输和消费等领域具有广泛的用途,是目前大规模储能技术的研发热点。综述了压缩空气储能技术的研究与应用现状,包括工作原理、功能和应用情况,分析了压缩空气储能系统的类型和技术特点,并对压缩空气储能系统的关键部件和系统性能进行了分析比较,最后指出了压缩空气储能技术的发展趋势。     

等温压缩空气储能技术综述

压缩空气储能是解决当前我国遇到的环境问题和能源问题的重要方式之一,其未来的发展方向至关重要。本文综述了不同压缩空气储能系统,通过能量循环效率公式分析了各系统的效率,简要介绍了等温压缩空气实现技术,并结合我国新能源利用率低的现状,提出了一种耦合可再生能源的等温压缩空气储能系统,该系统可作为未来我国压缩空气储能系统可持续的、清洁环保的发展方向。     

基于风光互补发电系统的压缩空气混合储能系统容量优化

压缩空气储能系统可以有效减少因风能和太阳能随机性造成的弃风弃光现象,但其动态响应时间长,且存储规模配置不合理会影响其发展。为此首先提出液流电池与压缩空气储能组成混合储能系统解决并网型风光互补发电系统输出波动不稳定的问题;其次基于典型小时负荷、风力机发电功率和光伏发电功率,针对不同场景,以系统最大收益为目标函数,利用猫群算法优化压缩空气储能系统的容量配置;最后分析压缩空气储能系统的额定容量与额定功率对系统最大收益的影响,验证算法可靠性。结果表明,基于风力机与光伏系统的装机功率分别为20 MW和3.42 MW的场景,压缩空气储能系统容量配置为4 MW和46.5 MW·h时,其经济性最佳,每周可节约购电成本183 688.24元,周最大收益为30 543.86元。     

压缩空气储能技术研究现状及发展趋势

[目的]压缩空气储能具有储能容量大、安全性高、寿命长、经济环保、建设周期短等优势,是未来和抽水蓄能相媲美的长时储能技术,成为未来储能重点布局的方向。在此背景下,文章通过对压缩空气储能技术现状进行综述,分析不同压缩空气储能技术的工作原理、面临挑战及解决方案,以期对压缩空气储能技术的发展提供参考。[方法]文章首先对压缩空气储能技术原理进行了介绍;对系统中的压缩机、透平膨胀机和换热器等关键设备进行了阐述,分析了大规模压缩空气储能用的关键设备;并从地面关键工艺技术和地下储气设施两个角度介绍了大规模压缩空气储能系统的常用关键技术、发展现状及工程案例;最后对压缩空气储能技术的未来发展趋势进行了分析。[结果]结果表明：蓄热式压缩空气储能是当前国内的主流技术,且高温储热成为未来压缩空气储能发展方向,也是压缩空气储能提高效率的重要途径。同时,系统关键设备和技术优化、成本降低、应用场景发展等方面尚有一定改进空间。[结论]压缩空气储能作为一种长时储能,对未来构建新型电力系统具有重要的支撑作用。     

基于喷气射流装置的压缩空气储能透平进气调节系统

压缩空气储能系统的空气压力参数特性与膨胀透平发电机启动的参数要求相矛盾,使得机组在启动过程中升速和低功率时不易控制。通过对喷气射流装置的热力特性进行分析,设计基于喷气射流装置的改进型压缩空气储能系统,制定启动阶段控制策略,可以将压缩空气的高焓值小流量转化为混合气体的低焓值大流量,能够提高压缩空气储能冲转阶段和低负荷阶段的控制精度,达到膨胀发电机启动时的参数要求,实现压缩空气储能系统参数特性的解耦,而且能够提高系统效率。