摘要：微能源网作为能源互联网的重要组成形式,是未来能源系统的发展趋势之一。首先分析微能源网的需求,接着针对城市社区这一典型应用场景,提出一种基于压缩空气储能的微能源网设计方案,并应用具体负荷数据对该方案中的主要设备进行容量的配置。同时对于其中应用的非补燃压缩空气储能系统进行配套的流程设计和能量流动情况的分析,并分季节对其运行方式进行分析,得到较为满意的结果。该研究结果将概念性的微能源网应用于实际生活,可以为微能源网在其他场合的应用提供参考。

摘要：能源互联网是面向未来的能源供给基础设施,可实现更加安全、经济的清洁能源的生产、转换、存储和消费,从而极大提升能源综合利用效率,支撑可持续的生态文明社会发展。首先基于对能源互联网和信息互联网的对比分析,提出一类具有信息和能量交互作用能力的能源处理器总体方案,分析论证了能量处理器是能源互联网不可或缺的核心组成单元。进一步提出了基于非补燃压缩空气储能的清洁能源处理器架构,设计了风、光、电、热等清洁能源的存储和相互转换机制,为能源互联网提供了多种清洁能源的协同和综合利用关键技术解决方案。在此基础上,以冷热电三联供和零碳排角度简要介绍了清华大学主持完成的500 kW压缩空气储能实验系统,阐述了该实验系统可作为清洁能源处理器的一个原型示范平台的可行性,最后初步探讨了清洁能源处理器在大规模能源互联网中作为能量中心以及在中小规模能源互联网中作为应用服务器的可行性。

摘要：为研究压气储能地下岩石洞室在高气体内压作用下的隆起破坏模式,基于极限分析上限定理,在假设岩体服从相关联的Hoek-Brown准则条件下推导洞室隆起破坏函数f(x)和极限内压pu的表达式,考虑到压气储能洞室热力学响应规律,建立其抗隆起破坏设计准则,并且针对影响洞室隆起破坏函数f(x)和极限内压pu的参数进行敏感性分析,结果表明:压气储能洞室在高气体内压影响下的隆起破坏函数f(x)是一个典型的幂函数,其主要与岩石单轴抗压强度ciσ,Hoek-Brown经验参数A和B以及洞室埋深H有关,随着ciσ和A增大,f(x)的倾斜斜率逐渐减小,而随着参数B增大,f(x)的倾斜斜率逐渐变大;洞室的极限内压u p与破坏函数f(x)密切相关,当ciσ,A,H越大,极限内压u p的值也越大,而参数B越大,极限内压u p的值则越小。对比已有的压气储能洞室抗抬设计准则,提出的新设计准则全面考虑了岩体强度参数和破坏模式的影响,采用该准则将在安全的前提下大大降低洞室抗隆起破坏所需要的埋置深度,可以极大地减少压缩空气储能地下洞室的建设成本,有利于压缩空气储能技术的推广应用。

摘要：提出一种采用熔融盐蓄热的非补燃压缩空气储能发电系统,通过将熔融盐储热与压缩空气储能相结合,实现电能的大规模存储和高效转换。利用熔融盐作为蓄热介质,将低谷电、弃风电、弃光电等电能转换为高品位热能存储,同时利用压缩机将空气压缩至高压,存储在储气装置中,发电时利用熔融盐储存的热能加热高压空气驱动涡轮机发电。完成了系统的流程设计,采用热力学基本原理分析了系统的运行特性,探索影响系统储能效率的关键因素,分析了涡轮机进口温度、涡轮机进口压力等参数对压缩机功耗、储气室容积、储能密度、储能效率等系统性能的影响。研究结果表明通过提高储热温度和涡轮机进口压力,可以显著提高系统的储能效率。该系统可以广泛消纳大规模的波动性电能,为大规模储能提供了一种新的技术途径。该研究结果可以为压缩空气储能以及新能源消纳提供参考。

摘要：本文介绍了一种新型热压缩机驱动的能获得液氮温区温度的脉冲管制冷机的实验研究结果.其是一种外燃加热式热能驱动的制冷机,可直接利用太阳能、工业余热或矿物燃料等的热能转换成压力波动驱动制冷机工作,具有结构简单紧凑、振动低、运行可靠等特点。文中设计了直线型脉冲管制冷机,进行了热压缩机与脉冲管制冷机的耦合实验,研究了不同频率及充气压力下脉冲管制冷机的工作特性,实现了用氦气做工质,充气压力1.2 MPa,压比1.30,加热功率1300W,工作频率5.6 Hz时,脉冲管制冷机最低制冷温度为70.4 K。

摘要：可再生能源高占比及特高压交直流混联电网的新形态对储能系统的功能有了更丰富而具体的要求。先进绝热压缩空气储能是实现电能大规模存储和提高电网运行水平的重要支撑技术之一。从电网实际需求及储能系统自身特性出发,文中提出一种基于盐穴储气的先进绝热压缩空气储能电站调相运行模式,在承担基本调峰任务的前提下,以微量的高压空气及热能损耗为代价实现对电网无功电压支撑的功能;建立了盐穴压缩空气储能电站释能环节的数学模型,模型中计及换热器和透平的变工况特性。仿真结果验证了盐穴压缩空气储能电站调相运行的合理性,灵敏度分析则为调相阶段的热量优化提供了参考。

摘要：在现有光热复合压缩空气储能(ST-CAES)实验系统的基础上,提出了一种ST-CAES的改进设计方案。通过引入回热系统和双脉宽调制(PWM)变流技术,实现了压缩热的回收利用与"柔性"并网。从影响STCAES膨胀发电系统性能的热力学参数、最大效率控制2个方面开展稳态与动态研究,分别建立了稳态热力学模型和膨胀发电机最大效率转速模型。搭建了ST-CAES并网发电系统的动态仿真平台,仿真分析表明,采用压缩空气先由回热系统预热、再经太阳能集热系统加热的技术路线可进一步提升系统的储能效率;采用双PWM变流器接入电网的控制策略,可在满足负荷功率需求的前提下,实现膨胀发电系统最大效率运行。

摘要：介绍了一种热能驱动的新型空调温区(>16℃)的VM循环制冷机,可直接利用太阳能、工业余热或矿物燃料等的热能转换成的压力波动驱动制冷机中的工质进行膨胀制冷,并具有结构简单紧凑、振动低、运行可靠等优点。研究了制冷机冷热腔容积比,死容积和冷热排出器相位差对理论制冷量的影响,分析了各种热损失;设计了一台VM制冷机,计算了其充气压力和运行频率对实际制冷量和COP的影响,探讨了作为空调的应用前景;研究结果表明:在运行频率10Hz,制冷量达2000W时,COP可实现2.5～3,其中回热器损失占热损失主要部分。

摘要：压缩空气储能是解决风电、光伏等波动性可再生能源消纳问题的有效手段之一。盐穴作为压缩空气储气库具有独特的技术和经济优势。研究压缩空气盐穴储气库的热力特性,对于压缩空气储能系统的设计和运行都具有重要的指导意义。本文对盐穴储气库的压缩空气注采全过程开展了数值模拟和热力特性分析。分析结果表明:由于盐穴储气库内的空气和该储气库壁面上的盐岩层存在对流换热,因此充、放气过程中盐穴储气库内平均温度的变化程度均小于绝热模型,充气过程中,盐穴储气库内空气的平均温升为6.1℃,放气过程中,盐穴储气库内空气的平均温降为7.2℃;充、放气过程中,盐穴储气库壁面上盐岩层内热影响区的深度为2.5 m,这不会对盐穴储气库的安全运行产生不良影响。

摘要：绝热压缩空气储能(ACAES)是一种有效的电网调节技术。空压机作为能源输入设备,不但直接决定着系统效率,其排气温度也对系统中回热循环及透平机的高效运行存在较大影响;基于低能耗、高排气温度的要求对500 k W压缩空气储能项目的空压机进行优化设计,并提出背压跟随式分段压缩的实际运行方案,能够使系统效率提升26.2%。