Étude des caractéristiques dynamiques et du mécanisme de contrainte thermodynamique du système de stockage d'air comprimé sans combustion auxiliaire piloté directement par les fluctuations éoliennes et solaires

Zhang Yuchen Song Yulong Yu Qingsheng Chang Tianliang Cui Ce Cao feng ,  

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摘要

Pour étudier l'effet de la variabilité de l'entrée des nouvelles énergies sur les caractéristiques dynamiques du système de stockage d'air comprimé sans combustion auxiliaire, un modèle de simulation dynamique complet du système couplant la fluctuation de puissance d'entrée - la réponse dynamique du compresseur - le couplage de stockage et de libération d'énergie a été construit. Basé sur le spectre de vitesse du vent de Davenport et la transformation de Fourier pour générer une séquence de vitesse du vent turbulente, combiné à la puissance photovoltaïque pour construire une source d'entrée de fluctuation à l'échelle des secondes, alimentant des groupes de compresseurs à plusieurs étages ; par la méthode de la moyenne mobile pour extraire la tendance des paramètres, le mécanisme de réponse dynamique du système sous excitation fluctuante a été révélé. Les résultats montrent qu'une perturbation de la puissance d'entrée de ±31,66% provoque une fluctuation intense de la vitesse du compresseur de ±8,6% et du taux de compression de ±13,39%, entraînant une augmentation maximale de la température d'échappement d'une seule étape de 153,08 K, et une fluctuation synchrone de la température d'huile de l'échangeur de chaleur intercalaire atteignant 38,2 K ; les réservoirs d'air et les réservoirs de stockage thermique haute température présentent un effet d'inertie thermodynamique significatif, validant la capacité de filtrage des perturbations des unités de stockage en aval ; en raison de la restriction sans combustion auxiliaire, la température de réchauffe entre les étages de la turbine ne peut pas dépasser la limite supérieure de la température du médium de stockage thermique, lorsque le rapport d'expansion diminue de 4,447 à 1,470, la température d'échappement de la turbine atteint 513,1 K, ce qui entraîne une inefficacité du travail pour 18,3 tonnes d'air comprimé haute pression (2,133 MPa). Cette étude révèle le mécanisme de couplage dynamique multi-échelles du système de stockage d'air comprimé sous fluctuations d'énergies nouvelles, fournissant un support théorique pour améliorer l'adaptabilité du système aux conditions variables et pour l'optimisation thermodynamique.

关键词

stockage d'air comprimé;conditions variables;stockage d'énergie;caractéristiques dynamiques

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