【摘要】：多能互補分布式電源的并存,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。先進絕熱壓縮空氣儲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,正越來越多地受到關(guān)注。論文以探索微電網(wǎng)中10MW先進絕熱壓縮空氣儲能系統(tǒng)(AA-CAES)運行中的動態(tài)特性為目標,依據(jù)熱力學(xué)和流體動力學(xué)機理以及能量守恒、質(zhì)量守恒方程等相關(guān)專業(yè)知識建立了先進絕熱壓縮空氣儲能系統(tǒng)中的壓縮機、換熱器、儲氣罐、透平機、熱水罐等設(shè)備的數(shù)學(xué)模型,并在MATLAB仿真平臺上,按模塊化建模方式完成了系統(tǒng)相關(guān)程序編寫和仿真模型建立;以TICC-500系統(tǒng)研究對象,通過模型常系數(shù)值設(shè)置,在MATLAB仿真平臺建立了500kW級先進絕熱壓縮空氣儲能系統(tǒng)仿真模型,同時依據(jù)TICC-500電站實際運行數(shù)據(jù),采用反演問題求解法求解出了該系統(tǒng)無法計算的相關(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)額定運行過程,仿真結(jié)果呈現(xiàn)的系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)特性符合實際運行過程。基于該模型,依據(jù)中科院1.5MW示范電站相關(guān)運行數(shù)據(jù),設(shè)置模型常系數(shù)值,在MATLAB仿真平臺上進行了1.5MW級先進絕熱壓縮空氣儲能系統(tǒng)的仿真運行,仿真結(jié)果顯示:系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)特性與相關(guān)實驗數(shù)據(jù)有較高吻合度,穩(wěn)態(tài)運行時,仿真結(jié)果誤差范圍在±3%以內(nèi);根據(jù)該仿真模型進一步模擬了設(shè)計工況下的10MW先進絕熱壓縮空氣儲能系統(tǒng)實時運行過程,分析了該系統(tǒng)運行過程中各主要設(shè)備動態(tài)響應(yīng)特性,探究了系統(tǒng)輸入功率擾動過程中,AA-CAES系統(tǒng)儲能階段各設(shè)備動態(tài)響應(yīng)特性的影響,以及為了達到需求的系統(tǒng)輸出功率,系統(tǒng)釋能階段各設(shè)備動態(tài)響應(yīng)特性的變化趨勢。研究了釋能階段,在儲氣罐釋放的空氣質(zhì)量流量發(fā)生波動時,各設(shè)備動態(tài)響應(yīng)特性。研究結(jié)果表明:依據(jù)反演問題求解法能較準確的求解模型內(nèi)無法通過計算得到的相關(guān)參數(shù),建立的先進絕熱壓縮空氣儲能系統(tǒng)動態(tài)模型可靠性高,能夠節(jié)約建模時間和降低建模難度。構(gòu)建的仿真模型能夠正確的反應(yīng)系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)特性,通過對系統(tǒng)相關(guān)動態(tài)響應(yīng)特性和仿真結(jié)果分析,可為先進絕熱壓縮空氣儲能系統(tǒng)控制系統(tǒng)的設(shè)計提供基礎(chǔ)以及未來包含先進絕熱壓縮空氣儲能系統(tǒng)的智能電網(wǎng)的運行調(diào)度提供參考。
【圖文】：

缺、電力系統(tǒng)運行效率低等諸多問題的出現(xiàn)，積極開發(fā)新能源，減少人能源的依賴，已成為業(yè)界和科技界研究的熱門課題。儲能裝置作為微電組成部分，對未來可再生能源有效利用的實現(xiàn)起到著十分重要的角色。技術(shù)在我國的發(fā)展剛剛起步，但隨著我國新電改方案的實施，新能源發(fā)微電網(wǎng)、新能源汽車等行業(yè)發(fā)展將不斷提速，儲能技術(shù)的應(yīng)用將形成強勢頭。[1-4]儲能技術(shù)主要應(yīng)用于熱量儲存和電量儲存。[5]當前的儲能方式可分為儲能、電化學(xué)儲能、機械儲能。不同的儲能技術(shù)有著各自的特點，如果短時較大的脈沖功率場合，可選擇超導(dǎo)電磁儲能、超級電容器儲能和飛這些儲能技術(shù)能夠有效的提高用戶的用電質(zhì)量，對電力系統(tǒng)低頻振蕩起提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性等優(yōu)點;如果需要提升電網(wǎng)運行調(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，，抽水儲能、壓縮空氣儲能和池儲能將是不錯的選擇。下圖為儲能技術(shù)分類示意圖

圖 1-2 儲能技術(shù)累計裝機容量占比（來源：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 。 根 據(jù) 美 國 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、儲熱 3.05化學(xué)儲能 1.38GW、儲氫 0.01GW[89].（如圖 1-3）行的儲能項目裝機容量以抽水蓄能占比最大，約，中國成為裝機容量位列第一的國家，日本和美2.1GW、28.5GW 和 24.1GW，共占全球裝機總項目排名前 10 的主要是亞洲和歐洲國家[89]。（
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TK02;TM727

【參考文獻】

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本文編號：2609710