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風光変動直動型非補燃圧縮空気貯蔵の動的特性及び熱力学的制約メカニズムの研究
Zhang Yuchen Song Yulong Yu Qingsheng Chang Tianliang Cui Ce Cao feng
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DOI:
10.12465/issn.0253-4339.20250703001
摘要
再生可能エネルギー入力の変動性が非補燃型圧縮空気エネルギー貯蔵システムの動的特性に与える影響を研究するため、出力変動入力−コンプレッサ動的応答−蓄放エネルギ結合した圧縮空気貯蔵システム全工程の動的シミュレーションモデルを構築した。Davenport風速スペクトルとフーリエ変換に基づき乱流風速シーケンスを生成し、太陽光発電出力と組み合わせて秒単位の変動入力電源を構築し、多段圧縮機群を駆動した。移動平均法によりパラメータ傾向を抽出し、変動励起下におけるシステムの動的応答メカニズムを解明した。研究結果は、入力電力±31.66%の摂動が圧縮機回転速度±8.6%、圧縮比±13.39%の激しい変動を引き起こし、単段排気温度が最大153.08K上昇し、段間熱交換器のオイル温度が38.2K同期変動することを示した。気槽及び高温蓄熱槽は顕著な熱的慣性効果を示し、後段蓄熱ユニットの摂動フィルタリング能力を検証した。非補燃制限により、タービン段間再加熱温度は蓄熱媒体温度上限を突破できず、膨張比が4.447から1.470に低下する際、タービン排気温度は513.1Kに上昇し、18.3トンの高圧空気(2.133MPa)が有効な仕事を行えなかった。研究は再生可能エネルギーの変動下における圧縮空気貯蔵システムの多時間スケール動的結合メカニズムを明らかにし、システムの変動運転適応性及び熱力学最適化への理論的支援を提供する。
关键词
圧縮空気貯蔵;変動運転;エネルギー貯蔵;動的特性
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