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应用于风电并网的热泵储电系统储能过程动态特性及控制策略
被引量：
1
1
作者
张冀
徐润伊
+2 位作者
陈彦奇
沈非凡
黄晟
《电气工程学报》
北大核心
2025年第2期68-79,共12页
风力发电的波动性和间歇性对电网稳定性构成挑战,热泵储电系统作为一种以热储为核心的新兴大规模长时储能技术,可通过高效的热电转化实现能量储存与释放以适应风电波动。基于布雷顿循环原理,利用Simulink/Simscape仿真平台,构建应用于...
风力发电的波动性和间歇性对电网稳定性构成挑战,热泵储电系统作为一种以热储为核心的新兴大规模长时储能技术,可通过高效的热电转化实现能量储存与释放以适应风电波动。基于布雷顿循环原理,利用Simulink/Simscape仿真平台,构建应用于风电并网的热泵储电系统储能过程的动态仿真模型,分析以转速控制为目标的不同控制策略对热泵储电系统动态响应能力的影响,提出热泵储电系统在风电并网过程中的并网控制策略,研究了在风电输入功率波动时热泵储电系统的动态响应特性及风电并网过程中的调节能力。结果表明,储能净耗功为10MW的热泵储电系统在采用闭环控制策略时,响应时间更短,输入功率调节深度超过80%;热泵储电系统能够维持并网功率在5MW且波动幅度小于1%,系统净耗功与输入功率残差标准差为2.5W。创新性地提出了基于布雷顿循环原理的热泵储电系统闭环控制策略,并建立动态仿真模型验证了该系统在风电并网中优异的动态响应特性,为其在平抑风电并网功率波动的实际应用提供了理论依据。
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关键词
热泵储电系统
动态模型
控制策略
风电并网
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职称材料
新型热泵储电系统的设计方案及其性能分析
被引量：
9
2
作者
殷子彦
戴叶
+2 位作者
徐博
邹杨
谢雷东
《可再生能源》
CAS
北大核心
2019年第5期784-790,共7页
文章针对传统热泵储电系统储能密度低、工作温度高等问题,基于新型相变胶囊的换热特性,提出了一种新型热泵储电系统,并对该系统的热力学性能与做功过程进行分析。分析结果表明:新型热泵储电系统的储能密度为271.8 kW·h/m3,比传统...
文章针对传统热泵储电系统储能密度低、工作温度高等问题,基于新型相变胶囊的换热特性,提出了一种新型热泵储电系统,并对该系统的热力学性能与做功过程进行分析。分析结果表明:新型热泵储电系统的储能密度为271.8 kW·h/m3,比传统热泵储电系统的储能密度增加了221.8 kW·h/m3;新型热泵储电系统在单次、循环充放电过程中的储热效率分别为55.1%,26.9%、在循环充放电过程中的往返效率为69.1%;与以非相变材料作为储能介质的热泵储电系统相比,新型热泵储电系统的充电时间延长了55%。文章所提出的新型热泵储电系统在储能领域具有一定的实用性。
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关键词
热泵储电系统
填充床
相变储能胶囊
数值模拟
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职称材料
基于相变储能介质热泵储电系统的模拟与分析
被引量：
10
3
作者
圣力
薛新杰
+1 位作者
孛衍君
赵长颖
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期3649-3657,共9页
热泵储电技术具有成本较低、不受地理位置限制、储能密度较高的优点,是目前极具前景的一种新型大规模电能储存技术。传统的热泵储电系统大多以空气作为工作介质,以砂石作为储能介质,一般存在系统体积过大、储能密度较低、循环效率不高...
热泵储电技术具有成本较低、不受地理位置限制、储能密度较高的优点,是目前极具前景的一种新型大规模电能储存技术。传统的热泵储电系统大多以空气作为工作介质,以砂石作为储能介质,一般存在系统体积过大、储能密度较低、循环效率不高等缺点。为了提高这一技术的实用性,提出了一种以氩气为工作流体,利用相变材料作为储能介质替代原有的显热材料的热泵储电系统,建立了一个基于逆向布雷顿循环的10 MW/5 h的热泵储电系统的瞬态数值模型。模拟分析了压缩/膨胀比、孔隙率、等熵效率对系统往返效率、储能密度与功率密度的影响并对比了其与传统热泵的区别,同时评估了系统的经济性。结果表明:该储能系统储能密度可以达到182.5 kWh/m^(3),相对于显热材料提升了118.5%,往返效率可以达到63.1%,功率密度可以达到175.8 kW/m^(3)。系统单位储能费用大约为768 CNY/kWh,相比于传统的热泵储电系统降低了约12%的初始投资成本。本研究对基于布雷顿循环的热泵储电系统的热力学分析以及经济性分析具有指导价值。
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关键词
热泵储电系统
相变储能
热
力学分析
数值模拟
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职称材料
题名
应用于风电并网的热泵储电系统储能过程动态特性及控制策略
被引量：
1
1
作者
张冀
徐润伊
陈彦奇
沈非凡
黄晟
机构
湖南大学电气与信息工程学院
出处
《电气工程学报》
北大核心
2025年第2期68-79,共12页
基金
国家重点研发计划(2022YFB4201500)
国家自然科学基金(52377047)资助项目。
文摘
风力发电的波动性和间歇性对电网稳定性构成挑战,热泵储电系统作为一种以热储为核心的新兴大规模长时储能技术,可通过高效的热电转化实现能量储存与释放以适应风电波动。基于布雷顿循环原理,利用Simulink/Simscape仿真平台,构建应用于风电并网的热泵储电系统储能过程的动态仿真模型,分析以转速控制为目标的不同控制策略对热泵储电系统动态响应能力的影响,提出热泵储电系统在风电并网过程中的并网控制策略,研究了在风电输入功率波动时热泵储电系统的动态响应特性及风电并网过程中的调节能力。结果表明,储能净耗功为10MW的热泵储电系统在采用闭环控制策略时,响应时间更短,输入功率调节深度超过80%;热泵储电系统能够维持并网功率在5MW且波动幅度小于1%,系统净耗功与输入功率残差标准差为2.5W。创新性地提出了基于布雷顿循环原理的热泵储电系统闭环控制策略,并建立动态仿真模型验证了该系统在风电并网中优异的动态响应特性,为其在平抑风电并网功率波动的实际应用提供了理论依据。
关键词
热泵储电系统
动态模型
控制策略
风电并网
Keywords
Pumped thermal energy storage system
dynamic model
control strategy
wind power grid integration
分类号
TM561 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
新型热泵储电系统的设计方案及其性能分析
被引量：
9
2
作者
殷子彦
戴叶
徐博
邹杨
谢雷东
机构
中国科学院上海应用物理研究所
中国科学院大学
中国科学院先进核能创新研究院
出处
《可再生能源》
CAS
北大核心
2019年第5期784-790,共7页
基金
中国科学院TMSR战略先导科技专项资助(XDA02010000)
中国科学院前沿科学重点研究项目(QYZDY-SSW-JSC016)
文摘
文章针对传统热泵储电系统储能密度低、工作温度高等问题,基于新型相变胶囊的换热特性,提出了一种新型热泵储电系统,并对该系统的热力学性能与做功过程进行分析。分析结果表明:新型热泵储电系统的储能密度为271.8 kW·h/m3,比传统热泵储电系统的储能密度增加了221.8 kW·h/m3;新型热泵储电系统在单次、循环充放电过程中的储热效率分别为55.1%,26.9%、在循环充放电过程中的往返效率为69.1%;与以非相变材料作为储能介质的热泵储电系统相比,新型热泵储电系统的充电时间延长了55%。文章所提出的新型热泵储电系统在储能领域具有一定的实用性。
关键词
热泵储电系统
填充床
相变储能胶囊
数值模拟
Keywords
pumped thermal electricity storage system
packed bed
encapsulated phase change material
numerical simulation
分类号
TK02 [动力工程及工程热物理]
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职称材料
题名
基于相变储能介质热泵储电系统的模拟与分析
被引量：
10
3
作者
圣力
薛新杰
孛衍君
赵长颖
机构
上海交通大学中英国际低碳学院
出处
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期3649-3657,共9页
基金
国家自然科学基金重大项目(52090063)。
文摘
热泵储电技术具有成本较低、不受地理位置限制、储能密度较高的优点,是目前极具前景的一种新型大规模电能储存技术。传统的热泵储电系统大多以空气作为工作介质,以砂石作为储能介质,一般存在系统体积过大、储能密度较低、循环效率不高等缺点。为了提高这一技术的实用性,提出了一种以氩气为工作流体,利用相变材料作为储能介质替代原有的显热材料的热泵储电系统,建立了一个基于逆向布雷顿循环的10 MW/5 h的热泵储电系统的瞬态数值模型。模拟分析了压缩/膨胀比、孔隙率、等熵效率对系统往返效率、储能密度与功率密度的影响并对比了其与传统热泵的区别,同时评估了系统的经济性。结果表明:该储能系统储能密度可以达到182.5 kWh/m^(3),相对于显热材料提升了118.5%,往返效率可以达到63.1%,功率密度可以达到175.8 kW/m^(3)。系统单位储能费用大约为768 CNY/kWh,相比于传统的热泵储电系统降低了约12%的初始投资成本。本研究对基于布雷顿循环的热泵储电系统的热力学分析以及经济性分析具有指导价值。
关键词
热泵储电系统
相变储能
热
力学分析
数值模拟
Keywords
pumped thermal electricity storage
phase change energy storage
thermodynamic analysis
numerical simulation
分类号
TK02 [动力工程及工程热物理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
应用于风电并网的热泵储电系统储能过程动态特性及控制策略
张冀
徐润伊
陈彦奇
沈非凡
黄晟
《电气工程学报》
北大核心
2025
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
新型热泵储电系统的设计方案及其性能分析
殷子彦
戴叶
徐博
邹杨
谢雷东
《可再生能源》
CAS
北大核心
2019
9
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下载PDF
职称材料
3
基于相变储能介质热泵储电系统的模拟与分析
圣力
薛新杰
孛衍君
赵长颖
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022
10
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职称材料
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