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文档分类:高等教育

压缩空气储能系统数学建模与物理模拟.pdf


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压缩空气储能系统数学建模与物理模拟.pdf
文档介绍:
分 类 号 学号 M201571232
学校代码 10487 密级



硕士学位论文




压缩空气储能系统数学建模与物理模拟





学位申请人:周 理
学 科 专 业 :电气工程
指 导 教 师 :王 丹 副教授
毛承雄 教授
答 辩 日 期 :2018 年 5 月 23 日
A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements
for the Degree of Master of Engineering






Mathematical Modeling and Physical Simulation of
Compressed Air Energy Storage System





Candidate: Zhou Li
Major: Electrical Engineering
Supervisor: Associate Prof. Wang Dan
Prof. Mao Chengxiong





Huazhong University of Science and Technology
Wuhan, Hubei 430074, P. R. China
May, 2018
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文
摘 要
压缩空气储能系统(CAES)作为一种能够实现大容量、长时间电能存储和大规模
商业化的电力储能系统,其应用前景已得到国内外学者越来越多的认同。但其复杂的
工况和热力学问题给我们研究其相关特性带来了一定的难度,且在实际的研究和试验
中使用真实的压缩空气储能系统将会有成本高、维护困难等问题,还可能会有一定的
危险性,给系统的相关研究带来了许多困难,这就需要有完善的数字仿真研究来提供
理论依据。因此,对压缩空气储能系统的数学建模与物理模拟研究就显得尤为重要。
本文围绕压缩空气储能系统中的膨胀释能发电过程展开研究,首先对压缩空气储
能系统中的核心部件涡旋膨胀机进行了研究,介绍了涡旋膨胀机的结构、工作原理及
特点,针对涡旋膨胀机的特性,建立了其数学模型,并对其进行了仿真研究。其次,
提出和建立了一种压缩空气储能系统物理模拟系统,并根据试验所记录涡旋膨胀机的
转速和转矩进行了压缩空气储能系统物理模拟系统的原理数值仿真和验证,结果表明,
本物理模拟系统在全气压工况下均可以达到优良性能,可以实现模拟压缩空气储能系
统涡旋式膨胀机的机械转动特性,从而实现系统输出外特性的等效性模拟,达到了对
压缩空气储能系统进行物理模拟的目的,解决了压缩空气储能系统研究中无法在实际
动态物理模拟系统中实现的瓶颈问题。
最后,利用所搭建的压缩空气储能系
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