两种多等级运行的压缩二氧化碳储能系统综合性能对比

刘艾杰; 赵攀; 张金帅; 周宁; 马宁; 胡誉蓉; 王江峰; 苗玲

西安交通大学学报 ›› 2025, Vol. 59 ›› Issue (12) : 128 -138.

刘艾杰, 赵攀, 张金帅, 周宁, 马宁, 胡誉蓉, 王江峰, 苗玲

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摘要

为了扩大储能系统的储能/释能功率范围以适应不同可再生能源消纳容量等级，在多等级运行压缩二氧化碳储能系统基础上，提出了能够多等级运行的两机串联系统和三机串联系统，并进行综合性能对比分析。首先，介绍不同系统在3个储能/释能等级下的运行方式与部件热力学分析模型；其次，探究压缩机和透平的安全运行范围，获得各系统最优中压罐压力；接着，获得不同系统各等级下的储能和释能功率范围；最后，对两个系统各等级下的性能指标进行对比。研究结果表明：对于三机串联系统和两机串联系统，基于部件热力学模型和设计参数，最优中压罐压力分别为4.178、 5.088 MPa;两机串联系统的储能功率范围较三机串联系统增加了22.78%,三机串联系统的储能功率间隔较两机串联系统减少了22.80%;相较于三机串联系统，两机串联系统在各等级都具有更高的储能/释能功率范围、充放电效率和能量密度。研究结果对于推动低碳转型和规模化可再生能源的高效利用具有重要现实意义。