2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、帶加熱裝置的恒壓抽水壓縮氣體儲(chǔ)能系統(tǒng)熱力分析帶加熱裝置的恒壓抽水壓縮氣體儲(chǔ)能系統(tǒng)熱力分析王峰,王煥然,李瑞雄(西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院,陜西西安710049)(聯(lián)系電話(huà):13709185897,Email:@stu.xjtu.)摘要摘要:在間歇性可再生能源越來(lái)越受到重視的情況下,電能的存儲(chǔ)在平衡負(fù)載中起著越來(lái)越重要的作用。本文針對(duì)中國(guó)干旱缺水地區(qū)風(fēng)電大規(guī)模儲(chǔ)存問(wèn)題,結(jié)合壓縮空氣與抽水蓄能系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì),設(shè)計(jì)了一種恒壓抽水壓縮氣體儲(chǔ)能系

2、統(tǒng),并對(duì)該儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行了熱力學(xué)分析及?分析。在熱力學(xué)分析中重點(diǎn)研究了預(yù)置壓力、水氣共容壓力容器容積、水氣比對(duì)該儲(chǔ)能系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換效率的影響,得到了預(yù)置壓力、水氣共容艙容積、水氣比對(duì)該儲(chǔ)能系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換效率的影響規(guī)律。?分析中,研究了各單元的設(shè)備的?效率。研究結(jié)果對(duì)解決當(dāng)前新能源利用問(wèn)題提供的一種具有吸引力的解決方案。關(guān)鍵字:壓縮空氣儲(chǔ)能;抽水蓄能;熱力學(xué)分析,?分析0引言隨著傳統(tǒng)化石能源的日益枯竭,可再生能源受到越來(lái)越多的重視。2008年以

3、來(lái)中國(guó)風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電得到快速發(fā)展,2010年年底,中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模已經(jīng)躍進(jìn)世界第一,達(dá)到45GW,2010年太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)了爆發(fā)性的增長(zhǎng),全球光伏市場(chǎng)安裝量達(dá)到18.2GW,相較于2009年增長(zhǎng)了139%,新增安裝量超過(guò)了1500萬(wàn)kW。但是,由于風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電本身國(guó)有的間歇性,以及現(xiàn)有電網(wǎng)的調(diào)峰能力差(低于2%)致使所發(fā)出的電能無(wú)法接入電網(wǎng),2011年中國(guó)風(fēng)電風(fēng)量達(dá)27.76億度,可以預(yù)計(jì),隨著中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大

4、,風(fēng)電損失必定會(huì)進(jìn)一步增加,因此,迫切需要解決風(fēng)電和太陽(yáng)發(fā)電入網(wǎng)問(wèn)題。儲(chǔ)能技術(shù)能夠改善電力系統(tǒng)的供電能力提高能源利用率使系統(tǒng)更加安全可靠[1]。目前,適合大規(guī)模儲(chǔ)能的成熟技術(shù)只有兩種,一種是抽水儲(chǔ)能技術(shù),另一種是壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)[23]。這兩種儲(chǔ)能技術(shù)能適用的功率等級(jí)和技術(shù)成熟度高,能夠適用于大規(guī)模、超大規(guī)模電力系統(tǒng)的電力系統(tǒng)中,且均已實(shí)現(xiàn)了商業(yè)應(yīng)用。德國(guó)在上世紀(jì)七八十年代就已經(jīng)建立了壓縮空氣儲(chǔ)能電站的示范工程今天仍在安全運(yùn)行。目前,在

5、運(yùn)行的電站有美國(guó)的阿拉巴馬州項(xiàng)目和德國(guó)的Huntf項(xiàng)目[4]。圖1:抽水壓縮氣體儲(chǔ)能系統(tǒng)的物理模型基于這一原理,本文提出在干旱缺水的任何地區(qū)建立抽水壓縮氣體儲(chǔ)能電站系統(tǒng)的構(gòu)想,采用封閉壓力容器的壓縮氣體人造虛擬水壩,通過(guò)控制壓力容器內(nèi)氣體壓力認(rèn)為改變虛擬水壩上下游的落差,其儲(chǔ)能系統(tǒng)由一個(gè)水氣共容的壓力容器、一個(gè)與大氣相連通的封閉水池、一個(gè)電動(dòng)抽水機(jī)組、一個(gè)水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)組。其系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖2所示:圖2帶加熱的抽水壓縮氣體儲(chǔ)能系統(tǒng)簡(jiǎn)圖其

6、工作過(guò)程:首先關(guān)閉閥門(mén)6、7和9,開(kāi)啟閥門(mén)8,利用氣體壓縮機(jī)對(duì)容器充氣加壓至某預(yù)置壓力,關(guān)閉閥門(mén)8,此后氣體壓縮機(jī)就不再工作。需要儲(chǔ)能時(shí),開(kāi)啟閥門(mén)7和9,讓高壓水泵對(duì)容器注水,隨著容器內(nèi)水位的增加,水體擠壓容器內(nèi)部的氣體,氣體被壓縮,壓力升高,抽水所消耗的能量也隨之增加,相當(dāng)于充進(jìn)同樣體積的水所要儲(chǔ)存的能量也增大了。當(dāng)氣體被壓縮至目標(biāo)壓力時(shí),關(guān)閉閥門(mén)7和9,儲(chǔ)能結(jié)束。發(fā)電時(shí),開(kāi)啟閥門(mén)6,此時(shí)高壓水推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電,流經(jīng)水輪機(jī)的水重新

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