基于压缩空气储能的CCHP系统特性研究

以先进绝热压缩空气储能（AA-CAES）为基础,构建冷热电联产（CCHP）系统,对比4种不同储气室和运行方式方案下的系统特性,并针对关键参数进行敏感性分析。结果表明,采用恒温储气室且滑压运行时系统储能效率和效率最高;采用恒温储气室且恒压运行时系统能量密度最高。第二级换热器损最大,是提高系统性能时的首要优化目标。当换热器效能提高时,储能效率、效率均出现折点。储气室最大压比越大,系统储能效率和效率越低,能量密度越高。采用恒温储气室时,系统不受压缩/膨胀影响;采用恒壁温储气室时,较高的压缩/膨胀功率有利于提高储能效率和效率,但压缩功率升高会降低能量密度。     

不同运行方案下AA-CAES系统性能分析及优化

针对先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)系统储能方式与输出方式单一以及■效率低的问题,提出了不同输出方式和储能方式组合的4种运行方案,并对不同运行方案下系统参数进行了优化。从热力学和经济学角度出发,讨论了储能功率、储气室最大压比和压缩机进口空气温度对4种运行方案下系统性能的影响,并采用NSGA-Ⅱ算法,以■密度和年利率为目标函数对系统进行了多目标优化。结果表明：方案3的系统■效率和年利率最高,方案4的系统■密度最大;随着储能功率的增加,4种运行方案下的系统■效率和年利率升高,而■密度降低;随着储气室最大压比的增大,系统的■效率和年利率降低,而■密度增大;随着压缩机进口空气温度的升高,系统年利率和■效率降低,方案3和方案4的系统■密度增大,而方案1和方案2的系统■密度降低;方案1～方案4的最佳■密度分别为5.92 MJ/m³、6.73 MJ/m³、9.00 MJ/m³和9.84 MJ/m³,最优年利率分别为19.19%、16.04%、25.40%和21.25%。     

压缩空气/二氧化碳储能系统的运行方式研究

为深入研究不同工质和输出方式对太阳能-先进绝热压缩空气/二氧化碳联合储能系统性能的影响,提出4种运行方案.通过仿真计算,对比分析4种不同方案下系统的热力学与经济学特性,并研究关键参数对系统性能的影响.结果表明:采用二氧化碳为工质,只输出电能时系统的储能效率最高.而采用二氧化碳为工质,同时输出电能和热能时系统的年利润率最...     

不同工质和蓄热介质下AA-CAES三联产系统特性研究

为研究基于先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)的三联产系统在不同工质和蓄热介质下的运行特性,以空气和CO₂为工质,水和THERMINOL 66为蓄热介质,提出4种运行方案,并采用能量分析和(火用)分析方法比较4种运行方案下系统的性能差异,研究低温蓄热介质温度和对流传热系数对系统性能的影响,最后以(火用)效率和储能密度为目标函数,采用非支配排序遗传算法(NSGA-II)进行多目标优化。结果表明：以空气为工质、水为蓄热介质时,系统(火用)效率和储能密度最高;4种运行方案中第二级换热器产生的(火用)损均最大;低温蓄热介质温度越低,(火用)效率越高,而储能密度越低;对流传热系数增加时,(火用)效率随之降低,而储能密度先降低后升高;当采用较低温度的蓄热介质和中等对流传热系数时,系统可获得最优性能。     

基于AA-CAES的冷热电三联产系统的热经济性分析

为了研究储热罐内热量的分配和利用对先进绝热压缩空气储能系统性能的影响,提高系统在可再生能源并网应用中的效率与经济性,提出5种热量分配方案。采用数值模拟的方法,比较系统5种方案下的热力学与经济学特性,并研究关键参数对不同方案下系统性能的影响。结果表明：热量分配比越大,循环效率越高,而年利润率越小。对于5种热量分配方案,循环效率和年利润率随储气室最大压比的增大均存在最小值,且存在最佳的换热器效能,使得循环效率和年利润率具有最大值。压缩机入口温度的变化对5种热量分配方案的循环效率和年利润率的影响各不相同。系统年利润率随着燃料价格的升高而减少,而随着产品价格的升高而增加。     

不同输出方式下2种AA-CAES系统性能的对比研究

为获得先进绝热压缩空气储能（AA-CAES）系统较高的效率与较好的经济性,设计2种输出策略。建立AA-CAES模型与和太阳能相结合的复合储能系统模型,通过数值模拟,比较2个系统在不同输出方式下的热力学特性与经济性能,并研究了基本参数的敏感性问题。结果表明：原系统在采用方案1时循环效率最高,复合系统在采用方案2时年利润率最大。储能功率的提高对2个系统的循环效率与年利润率有积极影响,而释能功率的提高对其有消极影响。当储释能时间间隔延长时,不同方案下2个系统的循环效率与年利润率均降低。     

两种AA-CAES+CSP系统的热经济性研究

为解决传统耦合太阳能辅热的先进绝热压缩空气储能（AA-CAES+CSP）系统热能损失大的问题,提出其释能过程的改进方案。从热力学和经济学角度对改进前后的系统性能进行比较分析。结果表明,改进系统的热、冷能性能系数及年利润率显著提高。同时,进行参数敏感性分析,结果表明：集热温度升高,改进系统的冷能性能系数下降,两系统其他指标上升;储气室压差越大,系统年利润率越高,而其他指标越低;压缩/膨胀功率增大,年利润率减小,而其他指标增大。此外,以循环效率和年利润率为目标函数,采用灰狼算法对系统进行多目标优化,设置较高集热温度、压缩/膨胀功率和较低储气室压比时,更易获得最佳系统性能。