耦合超临界二氧化碳储能循环燃煤机组动态特性仿真

为提高燃煤机组灵活性,该文提出燃煤机组集成超临界二氧化碳储能(compressed supercritical carbon dioxide energy storage,SC-CCES)循环的热力发电系统。基于机理建模法在MATLAB平台建立耦合SC-CCES系统的燃煤机组动态数学模型,利用仿真实验研究系统的耦合特性,获取SC-CCES系统在储能阶段、释能阶段关键参数的动态响应曲线,并开展参数动态特性研究。结果表明:系统在设计点运行时,降负荷范围可达2.53%Pe(Pe为额定负荷),该范围降负荷速率较快,可达25.735%Pe/min;升负荷范围可达0.71%Pe,该范围内升负荷速率可达5.31%Pe/min,同时升负荷阶段利用锅炉送风与SC-CCES系统耦合可使燃煤机组节约煤耗5.05g/(kW·h)。所构建的热耦合热力系统在改善燃煤机组灵活性方面有较好应用前景,可为SC-CCES系统的工程应用奠定理论基础。

超临界二氧化碳储能系统㶲损特性分析

储能是实现可再生能源大规模利用的关键支撑技术,而超临界压缩二氧化碳储能(SC-CCES)系统具有设备紧凑、高效、安全等优点,被认为是具有发展前景的大规模储能技术之一。本文建立了SC-CCES系统传统㶲分析和先进㶲分析模型,揭示了系统各过程、部件㶲损大小及其原因,以及内源性/外源性与可避免/不可避免㶲损特性,获得了不同过程、部件间的相互关联。分析结果显示:SC-CCES系统效率可达60.30%;压缩机是㶲损失最大的环节,占总㶲损失的33.85%,其次为膨胀机、节流阀、间冷器和再热器;根据先进㶲分析,压缩机、膨胀机仍具有最高的可避免㶲损,节流阀和混流器则几乎不具备优化潜力。此外,本文还对系统进行了灵敏性分析,揭示了储/释能压力、压缩机和膨胀机效率等参数对系统性能的影响规律。本文的研究为SC-CCES系统优化设计及应用提供了参考。

压缩sCO_(2)储能系统动态特性仿真

压缩超临界二氧化碳(sCO_(2))储能作为一种新型储能方式,具有储能密度大,结构紧凑,使用寿命长,负碳排放等优点,因此,在能源储存转化等方面有着广阔的应用前景。基于质量守恒和能量守恒定律,建立了压缩sCO_(2)储能系统(SC-CCES)的动态数学模型,并完成了模型可靠性的验证;采用Matlab及Simulink软件实现了单级压缩和单级膨胀的SC-CCES系统动态特性仿真,设计工况下SC-CCES系统的储能效率为51.98%,储能密度为447.8 kWh/m^(3),其储能密度是传统压缩空气储能系统储能密度的20倍以上;分析了不同高压储罐入口压力对系统性能的影响,结果表明储能效率随高压储罐入口压力的增大而增大,储能密度则恰好相反。此研究为压缩二氧化碳储能的发展提供了基础。