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飞轮储能系统电机定子散热设计研究 被引量：2
1
作者 王艺斐 徐帆 +3 位作者 王亮 戴兴建 徐玉杰 陈海生 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第5期1946-1953,共8页
针对飞轮储能系统500 kW电机定子的散热问题,在定子外侧加装螺旋水套进行冷却;通过简化热源和传热模型,建立等效复合换热模型,并完成对电机定子的液冷设计;利用数值模拟方法快速校核设计结果,计算得到了定子内部温度分布和水套摩擦阻力... 针对飞轮储能系统500 kW电机定子的散热问题,在定子外侧加装螺旋水套进行冷却;通过简化热源和传热模型,建立等效复合换热模型,并完成对电机定子的液冷设计;利用数值模拟方法快速校核设计结果,计算得到了定子内部温度分布和水套摩擦阻力。固定槽高或槽宽,增大槽宽或槽高,造成压降减小,定子的最高温度有一定上升。研究给出了设计水套槽道的尺寸,为满足定子温度要求,在一定的设计温升下,冷却水的进口温度应不超过某一值。提高冷却水设计温升,冷却水最大允许进口温度略有下降。设计方法简单高效,可为飞轮储能系统电机定子冷却设计提供参考。 展开更多
关键词 飞轮储能 电机定子 散热设计 水套 温度 压损
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重力储能技术的研究进展
2
作者 邱清泉 肖立业 +5 位作者 罗晓悦 林玉鑫 聂子攀 张京业 靖立伟 滕玉平 《电工电能新技术》 北大核心 2025年第10期50-61,共12页
基于固体重物的重力储能技术因其不依赖水资源、站址和重物资源丰富、效率高、零自放电率等优势有望成为未来缺水地区重要的储能技术之一,可以很好地满足新能源电力系统对储能技术的需求。但由于固体重物的离散性和不可流动性,重物装卸... 基于固体重物的重力储能技术因其不依赖水资源、站址和重物资源丰富、效率高、零自放电率等优势有望成为未来缺水地区重要的储能技术之一,可以很好地满足新能源电力系统对储能技术的需求。但由于固体重物的离散性和不可流动性,重物装卸和加减速过程中会出现功率波动,会同时对机械传动和电网系统造成一定影响,另外,当前重载升降机械在功率、效率和稳定性方面尚难以满足储能系统需求,本文首先介绍了固体重力储能技术的原理和分类,并凝练出需要解决的共性关键科学和技术问题,进一步分别针对竖井和地面构筑物、山体斜坡三种重力储能型式,介绍了重载提升、自动接驳和水平转移、并网及功率平滑等核心关键技术的国内外研究现状和工程应用现状,最后对不同重力储能技术的未来发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 重力储能 机电系统 发电电动机 协调控制 功率平滑
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飞轮储能及转子疲劳寿命分析研究进展
3
作者 胡东旭 戴兴建 +3 位作者 任军辉 李文 徐玉杰 陈海生 《电工电能新技术》 北大核心 2025年第10期136-148,共13页
飞轮储能技术作为一种高效、长寿命的物理储能方式,能够有效应对新能源(如风能和太阳能)带来的电网波动性问题,是现代能源转型的重要组成部分。然而,飞轮储能的广泛应用面临着成本较高和转子疲劳寿命等技术挑战。本文综述了飞轮储能技... 飞轮储能技术作为一种高效、长寿命的物理储能方式,能够有效应对新能源(如风能和太阳能)带来的电网波动性问题,是现代能源转型的重要组成部分。然而,飞轮储能的广泛应用面临着成本较高和转子疲劳寿命等技术挑战。本文综述了飞轮储能技术的发展和应用情况,重点分析了飞轮转子的设计优化与疲劳寿命分析。为了提高储能密度和降低成本,研究者在转子形状和结构优化方面做了大量工作,包括不同类型的圆盘型和圆柱型结构设计。转子在高速运转过程中频繁地充放电,导致应力变化,进而影响其疲劳寿命,因此,转子的疲劳寿命预测也是技术研究的重点。传统的基于应力应变的疲劳寿命预测方法在复杂加载和多轴疲劳条件下存在一定局限性,而近年来基于能量法、临界平面法以及神经网络等新型预测方法显示出了更强的适应性和精准性,尤其将传统方法与人工智能技术相结合的方式,极大提高了疲劳寿命的预测精度。综上所述,飞轮储能技术在材料、结构优化和疲劳寿命预测领域取得了显著进展,但仍需解决成本控制和长寿命设计等问题,以促进其在大规模能源存储和电网调频等应用中的广泛推广。 展开更多
关键词 飞轮储能 转子结构 疲劳寿命 神经网络
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压缩空气储能轴流压缩机叶片应力优化方法 被引量：1
4
作者 石贵月 陶海亮 +4 位作者 左志涛 李靖鑫 陈吉祥 陈家希 陈海生 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第4期1522-1532,共11页
压缩空气储能系统被认为是目前最有发展前景的大规模物理储能技术,轴流压缩机作为其核心部件,其长期安全稳定运行是保障先进压缩空气储能系统经济性和安全性的前提。轴流压缩机工作过程中,叶片作为其能量转换的关键部件易受到疲劳破坏,... 压缩空气储能系统被认为是目前最有发展前景的大规模物理储能技术,轴流压缩机作为其核心部件,其长期安全稳定运行是保障先进压缩空气储能系统经济性和安全性的前提。轴流压缩机工作过程中,叶片作为其能量转换的关键部件易受到疲劳破坏,而构造叶片三维造型的方式可以有效调整应力分布特征。为此,对压缩空气储能1.5级轴流压缩机进行结构优化设计,采用拉丁超立方抽样(Latin hypercube sampling,LHS)、径向基函数人工神经网络(radial basis function neural network,RBFNN)建立代理模型、快速非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithms-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)捕捉目标值的优化方法,建立了轴流动叶三维弯、掠结构造型参数化一体优化流程。优化结果表明:优化后叶片最大等效应力从376.8 MPa降低到255.9 MPa,应力降低幅度32.1%,优化效果明显,叶片应力分布形态及大小主要取决于离心力,合理的弯掠改型调整了各叶身截面重心位置和离心力弯矩;优化方法对流场分布、动叶表面载荷分布、叶顶间隙的能量耗散未产生明显影响,可实现气动性能和结构应力分布解耦。 展开更多
关键词 轴流压缩机 积叠方式 参数化建模 数值模拟
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人工智能在飞轮储能中的应用 被引量：1
5
作者 魏路 冷至益 +2 位作者 叶佳 徐玉杰 陈海生 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第8期3019-3027,共9页
飞轮储能系统(FESS)凭借高功率密度、长寿命、快速响应和环境友好等特性,在电网调频、惯量支撑、高频调峰等领域具有突出优势。飞轮储能系统面临着低成本高可靠设计、高速永磁电机和磁悬浮控制稳定性、在线故障预测以及多机并联阵列控... 飞轮储能系统(FESS)凭借高功率密度、长寿命、快速响应和环境友好等特性,在电网调频、惯量支撑、高频调峰等领域具有突出优势。飞轮储能系统面临着低成本高可靠设计、高速永磁电机和磁悬浮控制稳定性、在线故障预测以及多机并联阵列控制等问题。本文通过对近期相关文献的探讨,综述了人工智能技术在飞轮储能系统设计优化、电机控制、磁悬浮控制、并网控制及故障诊断等环节的应用,着重介绍了神经网络等算法在复合材料转子建模分析、永磁同步电机多参数协同优化设计、永磁同步电机多工况效率优化与转速观测、电磁轴承控制器算法、并网鲁棒性与分布式协同控制、调频控制策略、轴承故障诊断与预警等技术方向中的应用,并讨论大模型结合、多技术协同优化等未来发展方向,期望为飞轮储能系统的智能化研究和发展提供参考。 展开更多
关键词 飞轮储能 人工智能 调频 故障诊断
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微型压缩空气储能热电联供系统变负荷运行特性
6
作者 郑彦霖 郭欢 +3 位作者 尹钊 徐玉杰 张华良 陈海生 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第9期3488-3499,共12页
基于微型压缩空气储能(Micro CAES)的热电联供系统具有结构简单的优势,由于小规模电、热用户不断变化的能量需求,这类系统常运行于连续变化的负荷下,以往的研究对连续变负荷下该类系统的动态特性研究不足。通过建立了Micro CAES热电联... 基于微型压缩空气储能(Micro CAES)的热电联供系统具有结构简单的优势,由于小规模电、热用户不断变化的能量需求,这类系统常运行于连续变化的负荷下,以往的研究对连续变负荷下该类系统的动态特性研究不足。通过建立了Micro CAES热电联供系统完备的动态和控制模型,该模型考虑了系统的变工况特性和容积惯性,基于该模型,研究了储、释能过程的连续变负荷调节特性以及不同负荷率下的系统充放电循环性能。结果表明,连续变负荷下,压缩机组的实际功率跟随设定功率良好,功率最大超、欠调量均在9%以下。储能过程中,蓄热与换热器对系统[火用]效率的提升随负荷率的降低而增大。释能过程运行时,负荷率越低,各级等熵效率越低,同时调节阀的节流效应对释能过程[火用]效率的负面影响也越大。该系统最大能够产生0.61的往返效率,0.82的能量效率。负荷率越低,充放电循环的往返效率和能量效率均降低,但供能的热电比更高。该研究为Micro CAES系统应用于分布式能源系统提供理论参考。 展开更多
关键词 压缩空气储能 连续变负荷 控制 [火用]效率 动态特性
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含高比例光伏配电网中计及需求侧响应的混合储能配置优化 被引量：14
7
作者 马丽 李伟 +3 位作者 裴玮 肖浩 鞠力 顾靖达 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1416-1425,共10页
大力发展光伏等可再生能源是我国实现“双碳”目标的重要途径,而光伏高比例接入配电网后随之带来一系列问题。以含高比例光伏配电网为研究对象,提出了计及用户侧需求响应的混合储能优化配置方法。针对负荷和光伏出力的双重不确定性,提... 大力发展光伏等可再生能源是我国实现“双碳”目标的重要途径,而光伏高比例接入配电网后随之带来一系列问题。以含高比例光伏配电网为研究对象,提出了计及用户侧需求响应的混合储能优化配置方法。针对负荷和光伏出力的双重不确定性,提出了基于预测误差概率分布的不确定性场景确定方法。考虑系统不确定性,统筹运行阶段用户侧需求响应调控措施以及潮流约束,提出了储能配置的3层优化模型。针对优化模型提出了相应的分解方法,以及基于列和约束生成算法的求解实施流程。通过在IEEE-33节点测试系统中的应用,使得系统可平移负荷峰值下降了10%,节点电压维持在合理范围,并在指导储能配置等方面具备显著的应用效果。通过分析光伏比例灵敏性可知,不含光伏情况下的储能总容量相比100%光伏比例场景增加了90%。 展开更多
关键词 储能配置优化 光伏 配电网 需求侧响应 系统不确定性
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沸石/水合盐吸附储热材料制备及性能研究
8
作者 陈一鸣 凌浩恕 +4 位作者 刘猛 徐玉杰 沈国清 贾运 陈海生 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第7期2853-2864,共12页
在“碳达峰·碳中和”目标引领下,我国正大力发展可再生能源,并针对供需不平衡、时空差异、间歇性和不稳定性等本质问题,积极发展储能技术。热化学吸附储热具有高储热密度、散热损失小等优点,是最具发展前景的储热技术之一。沸石是... 在“碳达峰·碳中和”目标引领下,我国正大力发展可再生能源,并针对供需不平衡、时空差异、间歇性和不稳定性等本质问题,积极发展储能技术。热化学吸附储热具有高储热密度、散热损失小等优点,是最具发展前景的储热技术之一。沸石是吸附储热应用最为成熟的材料,但是存在储热密度相对低等缺点。利用水合盐浸渍沸石是改善上述问题的有效方法,但是在沸石/水合盐复合材料中缺少针对水合盐最佳配比的系统研究。利用了常用的MgSO_(4)·7H_(2)O,MgCl_(2)·6H_(2)O,LaCl_(3)·7H_(2)O,CaCl_(2)·2H_(2)O等四种水合盐材料浸渍沸石,制备了不同质量分数的沸石/水合盐吸附储热材料,对其吸附性能、储热密度和循环性能进行了深入研究。结果表明,浸渍沸石的MgCl_(2)最佳质量分数为30%,在80%RH下具有最佳的吸附性能和最高的储热密度,分别为44.99%与638.9 J/g,其次为浸渍沸石的MgSO_(4),吸附质量和储热密度在80%RH下为38.0%和568.5 J/g。在后续循环实验的结果表明,浸渍10%MgSO_(4)的沸石复合材料具有最佳的循环稳定性,但吸附性能和储热密度低于30%质量分数的沸石/MgCl_(2)储热材料。研究结果有助于完善沸石/水合盐复合材料的研究,为沸石储热材料的性能提升和应用提供参考。 展开更多
关键词 吸附储热 沸石 水合盐 吸附性能 储热密度
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新型抽水蓄能系统发展综述
9
作者 聂子攀 肖立业 +3 位作者 张京业 叶华 邱清泉 吉浩 《电工电能新技术》 北大核心 2025年第10期14-25,共12页
抽水蓄能是综合性能最优的规模化长时储能系统,将为以新能源为主体的新型电力系统提供重要支撑。然而,我国抽水蓄能站点资源严重不足,远远满足不了实际需求。同时,新能源的季节性出力波动较大,与电力负荷的季节性变化不匹配,对规模化跨... 抽水蓄能是综合性能最优的规模化长时储能系统,将为以新能源为主体的新型电力系统提供重要支撑。然而,我国抽水蓄能站点资源严重不足,远远满足不了实际需求。同时,新能源的季节性出力波动较大,与电力负荷的季节性变化不匹配,对规模化跨季节储能的发展提出了更高的需求。鉴于此,近年来国内外开展了新型抽水蓄能系统的研究,致力于通过拓展抽水蓄能的资源和模式来解决上述问题。本文将新型抽水蓄能系统进行了定义和分类,并综述了新型抽水蓄能系统的研究和发展现状。 展开更多
关键词 地下抽水蓄能 水下抽水蓄能 跨季节跨地域抽水蓄能 基于压气/抽水的储能系统
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