低品位热能-压缩空气储能系统集成优化与储气室传热规律研究

基本信息
批准号:51506052
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:21.00
负责人:冉鹏
学科分类:
依托单位:华北电力大学(保定)
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:吴正人,王亚瑟,刘千,邓宇涵,曲晓荷,李政谦
关键词:
全工况系统集成机理压缩空气储能低品位热能
结项摘要

Integration of low-grade thermal energy resources and compressed air energy storage cycle is an effective way to solve the problems of large-scale power energy storage and improving the efficiency of low-grade thermal energy. Now, the research of integrated optimization, operating law of all conditions of compressed air energy storage integrated with low-grade thermal energy system is not yet fully covered, especially for the real-time heat transfer law of air storage vessel, coupling mechanism of integration system, operating characteristics of all conditions and strategy of collaborative optimization. The main contents of the project is : ①Real-time multivariate analysis on heat transfer law and heat flux distribution of air storage vessel; ②The evolution mechanism and coupling mechanism of compressed air energy storage integrated with low-grade thermal energy system; ③Coupling mechanism and operating characteristics under the time-varying environment; ④Strategy of collaborative optimization under the constraints of cyclical fluctuations of industrial waste heat, energy storage needs, power loads, by taking the economy, energy efficiency and environmental characteristics as the optimization object..This project can meet the needs of large-scale energy storage technologies and the situation of energy saving. It is of great value to ensure the safe operation, economic operation and improve the utilization of low-grade thermal heat resources.

低品位热能与压缩空气储能循环的互补集成是一种并行解决大规模电能存储和提高低品位热能利用效率问题的有效途径。目前关于低品位热能利用的压缩空气储能系统的集成优化、全工况运行规律的研究尚不充分,尤其在储气室的实时传热规律、集成系统的耦合机理、全工况运行特性及多约束条件下的多目标协同优化调控策略等方面尚存诸多问题。本课题主要内容:①多因素影响下的储气室壁面实时传热规律与热流密度分布;②低品位热能利用的压缩空气储能系统“能势”耦合机理;③时变环境下,低品位热能利用的压缩空气储能系统的耗能、储能、供能的耦合机制及全工况运行规律;④兼顾经济性、能效、环境特性多目标,并考虑工业余热、储能需求、电网负荷周期波动约束的协同优化策略。.本课题适应大规模储能技术的现实需求及国家节能减排的新形势,研究课题对确保压缩空气储能系统的安全、经济运行,提高低品位热能资源的利用率具有重要的科学意义。

项目摘要

本课题面向大规模储能技术的现实需求及国家节能减排的新形势,以低品位热能利用的压缩空气储能系统的能量时空分布研究为主线,在多因素影响下的储气室壁面实时传热规律与热流密度分布,以及低品位热能利用的压缩空气储能系统的耦合机理、全工况运行规律等方面展开了深入研究。构建了多因素影响下的储气室壁面实时传热规律与热流密度分布测量平台,揭示了其在不同内、外因素影响下的储气室实时传热量、蓄热量变化规律;设计了一种可方便利用低品位热能的变结构引射装置,提出了低品位热能与压缩空气储能系统的集成方案,开发了的低品位热能与压缩空气储能系统动态仿真平台,阐明了系统变工况动态运行规律;集成优化了太阳能及工业余热利用的压缩空气储能系统。研究成果对确保压缩空气储能系统的安全、经济运行,提高低品位热能资源的利用率具有重要的科学意义。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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