AA-CAES系統(tǒng)建模與儲能階段的熱力特性

賈 祥，崔 凝

(華北電力大學 能源動力與機械工程學院，河北保定071003)

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AA-CAES系統(tǒng)建模與儲能階段的熱力特性

賈 祥，崔 凝

(華北電力大學 能源動力與機械工程學院，河北保定071003)

為了研究AA-CAES系統(tǒng)的熱力特性，在500 kW-TICC系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計了20 MW先進絕熱壓縮空氣儲能系統(tǒng)的熱力模型，采用集中參數(shù)法建立了系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模型，再以理論建模和數(shù)字仿真的方法研究了先進絕熱壓縮空氣儲能系統(tǒng)儲能階段動態(tài)特性。分析了壓氣機環(huán)節(jié)、換熱器環(huán)節(jié)、儲氣罐環(huán)節(jié)和儲熱罐環(huán)節(jié)的動態(tài)特性，以及壓氣機進口流量變化導致系統(tǒng)各個設(shè)備參數(shù)變化的特性。仿真結(jié)果表明，第一級壓氣機比較穩(wěn)定，二三級壓氣機波動較大，進氣流量對各級換熱器的出口冷工質(zhì)和壓氣機的耗功影響較大，儲氣室內(nèi)氣體的溫度變化比較平緩。

壓縮空氣儲能系統(tǒng)；數(shù)學模型；仿真；動態(tài)特性

0 引言

電力儲能系統(tǒng)是大規(guī)模利用可再生能源迫切需要，可以很好的改善甚至是彌補可再生能源的不穩(wěn)定和間歇性，是智能電網(wǎng)和分布式能源系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)[1-3]。目前已在商業(yè)系統(tǒng)中大規(guī)模(如100 MW以上)運行的儲能系統(tǒng)只有抽水電站和壓縮空氣兩種[2-4]。壓縮空氣儲能系統(tǒng)可適用于大型系統(tǒng)、并且工作時間長、儲能周期不受限制、系統(tǒng)成本低、壽命長、安全性和可靠性高等優(yōu)點。

德國1978年建成了世界上第一個商業(yè)性的CAES電廠——Huntorf電站，電站能量轉(zhuǎn)化效率43%[5]。美國在Alabama州1991年建成了世界上第二個商業(yè)性的CAES電廠—McIntosh電站，此電站是在德國Huntorf電站基礎(chǔ)上增加了回熱器用來回收余熱，使系統(tǒng)的熱效率提高了25%[6]。……