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等温压缩空气储能技术的装置设计优化及其运行评估电气工程专业论文

华北电力大学专业硕士学位论文摘 华北电力大学专业硕士学位论文 摘 要 现如今适用于电网级别的大规模储能有抽水蓄能和压缩空气储能,压缩空气储 能技术发挥着重要的作用。先进绝热压缩空气储能虽然解决了传统压缩空气储能技 术需要补燃的问题,但是温变剧烈对效率和装置本身有较大的影响。针对传统压缩 空气储能技术的缺点,本文介绍了一种新型的压缩空气储能技术一一等温压缩空气 储能技术。 本文的内容是围绕着一种等温压缩空气储能装置进行。 本文首先对等温压缩空气储能技术进行介绍。通过p—V图对等温压缩空气储能 和绝热压缩空气储能这两种技术进行效率对比。通过以上的理论分析,奠定了等温 压缩空气储能的基础,是整个装置的理论基石。 另外,本文提出所设计的等温压缩空气装置的系统设计图,对装置细节进行描 述,并阐述了装置运行过程。其中,装置中的气液交换单元采用板式塔和填料塔的 技术,形成内控温液体活塞。内控温液体活塞也是为了实现等温过程而采用的设计。 为了解决压强变化幅度较大而影响效率的问题,提出自适应液压势能转换装置 及其对应的白适应液压传递原理,以实现能量在两组势能源问传递效率最大化。同 时,介绍了该装置整体结构以及液压机构控制单元等细节设计。 本文通过FLUENT及其相关软件对内控温液体活塞建模并仿真,对仿真结果进 行分析,验证内控温液体活塞确实能实现等温过程。介绍阀门的工作原理和PLC相 关内容,并对阀门控制程序进行设计,得出具体阀门开关状态对应表,为等温压缩 空气储能装置的阀门控制做好了理论基础。基于自适应液压传递原理,通过 MATLAB仿真得出装置运行结果以及具体的控制方案。同时,分析系统的损耗,对 系统运行进行评估,并得出整个系统的大体效率,证实装置设计的正确性和合理性。 最后,展望未来。希望未来能扩充实验装置的规模,实现更大规模的储能,进 而服务实际电网。 关键词:压缩空气储能;等温过程;液压机构;运行评估 万方数据 华北电力大学专业硕士学位论文Abstract 华北电力大学专业硕士学位论文 Abstract Nowadays,there are only two kinds of energy storage systems whose capacity i s large enough for the西d,pumped storage(PS)and compressed air energy storage(CAES). However,CAES plays its unique role.Although adiabatic CAES can solve the traditional CAES’S problem of the requirement of afterbumer,severe variation in temperature has a greater impact on efficiency and the device itself.Considering these shortcomings,a new type of CAES—isothermal CAES technologies is proposed. An isothermal CAES device is mainly concemed. Firstly,the technologies of isothermal CAES is introduced.The efficiency of two technologies,isothermal CAES and adiabatic CAES,is compared by p-V diagram. Through the theoretical analysis,the foudation of isothermal CAES is established,which iS the theoretical cornerstone of the entire device. On the theoretical basis,the system diagram ofisothermal CAES device is presented, and the detail of device and the operating process are described.In the design,the packing tower and plate tower technology is used on the fluid exchange unit,called internal temperature controlled liquid piston.And the internal temperat

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