Исследование динамических характеристик неразогреваемой системы аккумуляции сжатого воздуха с прямым приводом от колебаний ветра и солнца и механизма термодинамических ограничений
Zhang Yuchen Song Yulong Yu Qingsheng Chang Tianliang Cui Ce Cao feng
,
Для изучения влияния изменчивости ввода возобновляемой энергии на динамические характеристики неразогреваемой системы аккумуляции сжатого воздуха был построен полный динамический модельный симулятор системы, объединяющий колебания входной мощности — динамический отклик компрессора — накопление и отпуск энергии. На основе спектра скорости ветра Дэвенпорта и преобразования Фурье были сгенерированы турбулентные последовательности скоростей ветра, в сочетании с мощностью фотоэлектрических установок сформирован источник колебаний на уровне секунд, который приводит в действие многоступенчатые компрессоры; с помощью метода скользящего среднего извлечены тренды параметров, раскрывающие механизм динамического отклика системы под воздействием возмущений. Результаты показали, что возмущение входной мощности ±31,66% вызывает интенсивные колебания скорости компрессора ±8,6%, давления ±13,39%, что приводит к максимальному повышению температуры выхода одного ступенчатого компрессора на 153,08 К, одновременно колебания температуры масла межступенчатого теплообменника достигают 38,2 К; баки для хранения сжатого воздуха и высокотемпературные баки аккумулирования проявляют значительный термодинамический инерционный эффект, подтверждая способность конечных аккумуляторов фильтровать возмущения; из-за ограничений неразогревания температура промежуточного подогрева турбины не может превысить верхний предел температуры теплоносителя, при снижении степени расширения с 4,447 до 1,470 температура выхлопа турбины поднялась до 513,1 К, что приводит к неспособности 18,3 тонн высокого давления воздуха (2,133 МПа) эффективно выполнять работу. Исследование раскрывает многомасштабный динамический механизм связи системы аккумуляции сжатого воздуха при колебаниях возобновляемой энергии и предоставляет теоретическую основу для повышения адаптивности системы к изменяющимся условиям и термодинамической оптимизации.
关键词
аккумуляция сжатого воздуха;переменные условия работы;накопление энергии;динамические характеристики