基于涡旋机的新型压缩空气储能系统动态建模与效率分析.PDF

20 11 年 7 月 电 工 技 术 学 报 Vol.26 No. 7 第 26 卷第 7 期 TRAN SACTION S OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Jul. 20 11 基于涡旋机的新型压缩空气储能系统动态建模 与效率分析 褚晓广 张承慧 李珂 荆业飞 （山东大学控制科学与工程学院 济南 25006 1） 摘要 提高储能效率是压缩空气储能方式在 能源发电领域应用的重要前提。本文综合考 虑泄漏、摩擦损耗等对涡旋压缩机性能的影响，建立基于各腔室容积和气体质量变化的压力动 态方程及主轴运动方程，并给出了基于涡旋机的压缩空气储能系统动态数学模型 ；通过采用遗 传算法辨 综合影响系数和转动惯量两关键参数优化完善了模型 ；仿真和试验对比研究表明涡 旋压缩机效率高并具有良好的变工况特性 ；涡旋压缩机多转速试验验证了动态模型的有效性， 同时指出了压缩机全效率存在最优的运行速度及恒转速下随排气压力升高而降低的工作特点， 为研究涡旋压缩机的效率优化控制奠定了坚实的理论和实践基础。 关键词 压缩空气储能 涡旋压缩机 效率优化 参数辨 中图分类号 TH45 ；TM9 1 Dynamic Modeling and Efficiency Analysis of Compressed Air Energy Storage System Equipped With Scroll Compressor Chu X iaog uang Zhang Chenghui L i K e J ing Yef ei （Shandong University Jinan 25006 1 China ） Abstract Promoting storage efficiency is an important prerequisite for compressed air energy storage (CAES) to be applied to renewable energy generation system . Comprehensive considering 国家高技术研究发展计划资助项 目 （ 863 计划） （2009AA05Z2 12 ）；山东 学 自主创新基金 自然科学类专项交叉学科培育项 目 （2009JC009 ）。 收稿 日期 20 10- 11-02 改稿 日期 20 11-03- 11 influence of the leakage and friction, the paper establishes chamber air pressure dynamic equation and the main shaft motion equation based on the change of chamber volumes and quality . Then, the dynamic model including the storage vessel is provided and then optimized by the identification of Inertia moment and synthetic coefficient based on the genetic algorithm . Scroll compressor could be efficient even under the various working conditions by the performance comparison between the simulation and experimental result