【摘要】：多能互補(bǔ)分布式電源的并存,已成為智能電網(wǎng)技術(shù)的主要特征,儲(chǔ)能裝置所具有的削峰填谷作用,亦使其在電網(wǎng)中的作用不可或缺。先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能電站因具有高效率,不受地理環(huán)境限制,響應(yīng)速度快,安全性高、零污染等優(yōu)點(diǎn),正越來(lái)越多地受到關(guān)注。論文以探索微電網(wǎng)中10MW先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)(AA-CAES)運(yùn)行中的動(dòng)態(tài)特性為目標(biāo),依據(jù)熱力學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)機(jī)理以及能量守恒、質(zhì)量守恒方程等相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)建立了先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)中的壓縮機(jī)、換熱器、儲(chǔ)氣罐、透平機(jī)、熱水罐等設(shè)備的數(shù)學(xué)模型,并在MATLAB仿真平臺(tái)上,按模塊化建模方式完成了系統(tǒng)相關(guān)程序編寫(xiě)和仿真模型建立;以TICC-500系統(tǒng)研究對(duì)象,通過(guò)模型常系數(shù)值設(shè)置,在MATLAB仿真平臺(tái)建立了500kW級(jí)先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)仿真模型,同時(shí)依據(jù)TICC-500電站實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù),采用反演問(wèn)題求解法求解出了該系統(tǒng)無(wú)法計(jì)算的相關(guān)參數(shù),并且使用參數(shù)優(yōu)化后的仿真模型模擬了TICC-500系統(tǒng)額定運(yùn)行過(guò)程,仿真結(jié)果呈現(xiàn)的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性符合實(shí)際運(yùn)行過(guò)程�；谠撃Ｐ�,依據(jù)中科院1.5MW示范電站相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù),設(shè)置模型常系數(shù)值,在MATLAB仿真平臺(tái)上進(jìn)行了1.5MW級(jí)先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的仿真運(yùn)行,仿真結(jié)果顯示:系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性與相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有較高吻合度,穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí),仿真結(jié)果誤差范圍在±3%以?xún)?nèi);根據(jù)該仿真模型進(jìn)一步模擬了設(shè)計(jì)工況下的10MW先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行過(guò)程,分析了該系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中各主要設(shè)備動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性,探究了系統(tǒng)輸入功率擾動(dòng)過(guò)程中,AA-CAES系統(tǒng)儲(chǔ)能階段各設(shè)備動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性的影響,以及為了達(dá)到需求的系統(tǒng)輸出功率,系統(tǒng)釋能階段各設(shè)備動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性的變化趨勢(shì)。研究了釋能階段,在儲(chǔ)氣罐釋放的空氣質(zhì)量流量發(fā)生波動(dòng)時(shí),各設(shè)備動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。研究結(jié)果表明:依據(jù)反演問(wèn)題求解法能較準(zhǔn)確的求解模型內(nèi)無(wú)法通過(guò)計(jì)算得到的相關(guān)參數(shù),建立的先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型可靠性高,能夠節(jié)約建模時(shí)間和降低建模難度。構(gòu)建的仿真模型能夠正確的反應(yīng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性,通過(guò)對(duì)系統(tǒng)相關(guān)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性和仿真結(jié)果分析,可為先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)以及未來(lái)包含先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的智能電網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)度提供參考。
【圖文】：

缺、電力系統(tǒng)運(yùn)行效率低等諸多問(wèn)題的出現(xiàn)，積極開(kāi)發(fā)新能源，減少人能源的依賴(lài)，已成為業(yè)界和科技界研究的熱門(mén)課題。儲(chǔ)能裝置作為微電組成部分，對(duì)未來(lái)可再生能源有效利用的實(shí)現(xiàn)起到著十分重要的角色。技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展剛剛起步，但隨著我國(guó)新電改方案的實(shí)施，新能源發(fā)微電網(wǎng)、新能源汽車(chē)等行業(yè)發(fā)展將不斷提速，儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用將形成強(qiáng)勢(shì)頭。[1-4]儲(chǔ)能技術(shù)主要應(yīng)用于熱量?jī)?chǔ)存和電量?jī)?chǔ)存。[5]當(dāng)前的儲(chǔ)能方式可分為儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、機(jī)械儲(chǔ)能。不同的儲(chǔ)能技術(shù)有著各自的特點(diǎn)，如果短時(shí)較大的脈沖功率場(chǎng)合，可選擇超導(dǎo)電磁儲(chǔ)能、超級(jí)電容器儲(chǔ)能和飛這些儲(chǔ)能技術(shù)能夠有效的提高用戶(hù)的用電質(zhì)量，對(duì)電力系統(tǒng)低頻振蕩起提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn);如果需要提升電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度能力、提高系能源消納率、作為應(yīng)急事故的后備電源等，，抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能和池儲(chǔ)能將是不錯(cuò)的選擇。下圖為儲(chǔ)能技術(shù)分類(lèi)示意圖

圖 1-2 儲(chǔ)能技術(shù)累計(jì)裝機(jī)容量占比（來(lái)源：能源發(fā)展與政策能情況目前可再生能源大規(guī)模利用的重要技術(shù)之一，也性和經(jīng)濟(jì)性及分布式能源系統(tǒng)和智能電網(wǎng)的關(guān)直 保 持 較 快 增 長(zhǎng) 。 根 據(jù) 美 國(guó) 能 源 部 全 ergyStorageDatabase）2017 年更新數(shù)據(jù)顯示全球67.24GW，其中抽水蓄能 161.23GW、儲(chǔ)熱 3.05化學(xué)儲(chǔ)能 1.38GW、儲(chǔ)氫 0.01GW[89].（如圖 1-3）行的儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)容量以抽水蓄能占比最大，約，中國(guó)成為裝機(jī)容量位列第一的國(guó)家，日本和美2.1GW、28.5GW 和 24.1GW，共占全球裝機(jī)總項(xiàng)目排名前 10 的主要是亞洲和歐洲國(guó)家[89]。（
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TK02;TM727

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2609710