导读

本文以500 kW-TICC系统为研究对象，采用集中参数法建立了系统储能设备的集总参数数学模型，然后用C语言编写相应的程序算法，对所建算法进行算法入库，在华北电力大学STAR-90仿真支撑系统上搭建系统实时动态仿真模型，对500 kW-TICC储能阶段冷态启动阶段进行仿真。分析了压气机环节、换热器环节、储气罐环节和储热罐环节的动态特性。仿真结果表明，进气流量对系统储能阶段参数的影响较大，储气室内气体的温度变化比较平缓。此仿真结果误差满足实际需要，对系统实际运行的动态特性有很重要的参考和借鉴作用。

引言

当今世界越来越多的国家鼓励可再生能源（风能、太阳能等）的使用，可再生能源的使用范围和生产规模越来越大。世界各个国家风电的装机容量增长迅速，到2020年总的装机容量可达1070 GW以上，但是可再生能源的发电有局限性，受到自然条件的限制、具有不稳定性和间歇性等缺点，其中储能可以弥补甚至可以解决这些局限性，目前已在商业系统中大规模（如100 MW以上）运行的储能系统有抽水蓄能电站和压缩空气储能（CAES）电站两种。压缩空气储能系统的优点有：系统成本低、建站周期短、工作时间长、储能周期不受限制、寿命长、安全性和可靠性高。

德国Himtorf  CAES电站于1978年建成，美国Mcintosh CAES电站于1991年成功运行，它们的成功运行证明了 CAES是一项灵活而可靠的技术，此后世界上诸多国家都对CAES投入大量研究。从CAES发展历程来看，可分为三代，第一代为以Himtorf  CAES为代表，第二代在第一代系统基础上增加了其它循环系统进行了集成；第二代电站系统的热耗大幅度降低，总效率也增加到54%左右；第三代典型系统有先进绝热型和新型压缩空气储能系统。清华大学、中国科学院理化技术研究所、中国电力科学研究院承担建成了TICC-500系统，中国科学院工程热物理研究所完成了国际首套1.5 MW级超临界压缩空气储能系统集成实验与示范平台，完成了10 MW超临界压缩空气储能系统的设计。杨科等给出了先进绝热压缩空气储能系统的详细设计过程，韩中合等对AA-CAES电站成本、电站效益、电站运行成本敏感性进行了分析。本文以华北电力大学 STAR-90 仿真支撑系统为平台，对TICC-500系统储能阶段进行建模与仿真，对其热力特性和动态特性进行了研究。

目录

一、 系统介绍 

二、 模块数学模型

三、 仿真阶段

3.1  压气机

3.2  换热器

3.3  中高温热罐

3.4  储气室

四、结论

（1）储能阶段第一级压气机进出口的热力参数相比于其它级最先达到稳定状态，第五级的进出口热力参数变化速率最快。

（2）换热器的出口冷工质温度影响中高温热罐中水温，中温罐稳定性小于高温罐。

（3）当流量达到稳定时，压气机耗功变化趋势

相对平缓，压气机流量的变化对系统耗功的影响大于换热器对系统耗功的影响。

（4）储气罐的压力变化接近线性变化，储气罐内气体温度变化平缓，储气罐气体焓值在高压状态下主要受气体压力的影响。