Análisis y optimización del rendimiento del sistema de almacenamiento de aire comprimido adiabático de 300 MW

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摘要

Las investigaciones actuales sobre el sistema avanzado de almacenamiento de aire comprimido adiabático (AA-CAES) se basan principalmente en el diseño óptimo y análisis de rendimiento bajo condiciones variables basadas en una estructura preestablecida, careciendo de una optimización sistémica con preajuste del modo de operación. Tomando un sistema AA-CAES asimétrico de nivel 300 MW con compresión en cuatro etapas y expansión en tres etapas, se propone de forma innovadora una estrategia de operación de presión variable y un diseño de coincidencia entre etapas de compresión y expansión, construyendo un modelo termodinámico cuasi-dinámico que permite analizar el rendimiento y optimizar parámetros durante todo el proceso de carga y descarga bajo restricciones de tiempo fijas. Los resultados muestran que el modo de presión variable optimizado puede aumentar la eficiencia de almacenamiento hasta un 73,32%, la densidad energética alcanza 3.404 kW·h/m³, y el volumen de gas requerido se reduce a 440,000 m³, solo una cuarta parte del modo de presión constante. Las pérdidas térmicas del sistema se concentran principalmente en el compresor y la turbina, representando el 40.7% y 29.3% de las pérdidas totales respectivamente; la eficiencia isentrópica y la capacidad de recuperación térmica de los equipos tienen un impacto significativo en el rendimiento general.

关键词

Almacenamiento de aire comprimido adiabático;Sistema de almacenamiento;Eficiencia de almacenamiento;Densidad energética

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