计及容腔效应与热容效应的大规模压缩空气储能系统动态运行分析OA
高比例可再生能源并网给电力系统的电力调度和负荷响应带来严峻挑战,而压缩空气储能是当前新型电力系统建设下最具发展潜力的大规模储能技术之一。然而,当压缩空气储能系统达到百兆瓦级及以上时,组件与管道尺寸增大导致流动过程呈现明显的容腔效应,换热器因金属壁面和通道内流体较大质量而出现热容效应,共同影响系统动态运行特性。本研究基于容积法建立了大规模压缩空气储能系统(5段压缩、4段膨胀,300 MW)的动态运行模型,并考虑热容效应建立了换热器离散模型,分析了储/释能过程动态运行特性,研究了容腔效应与热容效应对系统性能的影响。结果表明,储能过程中压缩机各段质量流量逐渐降低,压缩机第5段的等熵效率下降与功率上升幅度较大,分别为11.20%和25.51%;释能过程(滑压)中膨胀机各段质量流量、等熵效率与输出功率逐渐下降;压缩机和膨胀机在高压段的质量流量偏差较大,分别为1.45 kg/s和6.55 kg/s,运行初始时段压缩机最末段的动态调节时间较长,分别为300 s和360 s;在给定初始容腔压力下,容腔效应对压缩过程影响较大,压缩机组总功和膨胀机组总功在150%设计容腔体积下分别提升了0.18%和0.08%,换热器金属壁面温度的响应速率随着换热器金属热容比的递增而增大,60%金属热容下的响应时间为300 s。
熊百川;朱轶林;徐玉杰;王浩宇;刘阳;周学志;陈海生
中国科学院工程热物理研究所,北京100190 中科南京未来能源系统研究院,江苏南京211135 中国科学院大学南京学院,江苏南京211135中国科学院工程热物理研究所,北京100190 长时规模储能重点实验室(中国科学院),北京100190中国科学院工程热物理研究所,北京100190 中科南京未来能源系统研究院,江苏南京211135 长时规模储能重点实验室(中国科学院),北京100190中国科学院工程热物理研究所,北京100190 中科南京未来能源系统研究院,江苏南京211135 中国科学院大学南京学院,江苏南京211135中国科学院工程热物理研究所,北京100190 长时规模储能重点实验室(中国科学院),北京100190中国科学院工程热物理研究所,北京100190 中科南京未来能源系统研究院,江苏南京211135 长时规模储能重点实验室(中国科学院),北京100190中国科学院工程热物理研究所,北京100190 中科南京未来能源系统研究院,江苏南京211135 长时规模储能重点实验室(中国科学院),北京100190
能源科技
大规模储能系统压缩空气储能容腔效应热容效应动态特性
《储能科学与技术》 2026 (7)
P.2646-2658,13
中国科学院储能专项资助(LDES150000)中国科学院国际合作局对外合作重点项目资助(117GJHZ2023009MI)。
评论