目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 能源概述 1
1.1.1 能源的分類 1
1.1.2 能源的發(fā)展歷程 1
1.1.3 能源的發(fā)展趨勢 2
1.2 儲能概述 2
1.2.1 儲能的必要性 2
1.2.2 儲能的分類 6
1.2.3 儲能的作用 16
1.2.4 儲能的發(fā)展現(xiàn)狀 18
1.3 壓縮空氣儲能概述 19
1.3.1 技術(shù)原理 19
1.3.2 發(fā)展現(xiàn)狀 20
第2章 壓縮空氣儲能的技術(shù)分類 25
2.1 傳統(tǒng)壓縮空氣儲能 25
2.1.1 工作原理 25
2.1.2 技術(shù)特點 27
2.1.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀 28
2.1.4 發(fā)展趨勢 31
2.2 蓄熱式壓縮空氣儲能 32
2.2.1 工作原理 32
2.2.2 技術(shù)特點 33
2.2.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀 34
2.2.4 發(fā)展趨勢 38
2.3 等溫壓縮空氣儲能系統(tǒng) 39
2.3.1 工作原理 39
2.3.2 技術(shù)特點 42
2.3.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀 44
2.3.4 發(fā)展趨勢 46
2.4 液化空氣儲能 47
2.4.1 工作原理 47
2.4.2 技術(shù)特點 48
2.4.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀 51
2.4.4 發(fā)展趨勢 54
2.5 超臨界壓縮空氣儲能 55
2.5.1 工作原理 55
2.5.2 技術(shù)特點 57
2.5.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀 58
2.5.4 發(fā)展趨勢 60
2.6 水下壓縮空氣儲能 60
2.6.1 工作原理 60
2.6.2 技術(shù)特點 63
2.6.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀 66
2.6.4 發(fā)展趨勢 71
2.7 壓縮空氣儲能耦合系統(tǒng) 71
2.7.1 工作原理 71
2.7.2 技術(shù)特點 72
2.7.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀 73
2.7.4 發(fā)展趨勢 80
第3章 壓縮空氣儲能的技術(shù)基礎(chǔ) 81
3.1 熱力學(xué)基礎(chǔ) 81
3.1.1 熱力學(xué)基本概念 81
3.1.2 熱力學(xué)基本過程 98
3.1.3 熱力學(xué)能量及損失分析方法 106
3.2 氣體動力學(xué)基礎(chǔ) 114
3.2.1 氣體動力學(xué)基本概念 114
3.2.2 葉輪機械工作過程分析 126
3.2.3 葉輪機械能量與損失分析方法 133
3.3 傳熱學(xué)基礎(chǔ) 145
3.3.1 傳熱學(xué)基本概念 145
3.3.2 蓄熱/換熱器工作過程分析 153
3.3.3 蓄熱/換熱器能量與損失分析方法 155
3.4 燃燒學(xué)基礎(chǔ) 157
3.4.1 燃燒學(xué)基本概念 158
3.4.2 燃燒室工作過程分析 165
3.4.3 燃燒室能量與損失分析方法 165
3.5 電工學(xué)基礎(chǔ) 168
3.5.1 電工學(xué)基本概念 168
3.5.2 電力系統(tǒng)工作過程分析 175
3.5.3 電力系統(tǒng)能量與損失分析方法 182
第4章 壓縮空氣儲能的設(shè)計 188
4.1 系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù) 188
4.1.1 系統(tǒng)設(shè)計原則 188
4.1.2 設(shè)計工況的熱力學(xué)分析 190
4.1.3 變工況分析 200
4.1.4 非穩(wěn)態(tài)分析 214
4.1.5 系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 225
4.2 壓縮機設(shè)計技術(shù) 231
4.2.1 總體設(shè)計 231
4.2.2 氣動設(shè)計 241
4.2.3 結(jié)構(gòu)與強度設(shè)計 244
4.2.4 變工況設(shè)計 250
4.2.5 試驗與測量技術(shù) 253
4.3 燃燒室設(shè)計技術(shù) 258
4.3.1 總體設(shè)計 259
4.3.2 燃燒技術(shù) 267
4.3.3 結(jié)構(gòu)與強度設(shè)計 271
4.3.4 變工況設(shè)計 276
4.3.5 試驗與測量技術(shù) 278
4.4 膨脹機設(shè)計技術(shù) 282
4.4.1 總體設(shè)計 282
4.4.2 氣動設(shè)計 284
4.4.3 結(jié)構(gòu)與強度設(shè)計 292
4.4.4 變工況設(shè)計 297
4.4.5 試驗與測量技術(shù) 299
4.5 蓄熱(冷)器設(shè)計技術(shù) 302
4.5.1 總體設(shè)計 303
4.5.2 流動與傳熱設(shè)計 306
4.5.3 結(jié)構(gòu)與強度設(shè)計 313
4.5.4 試驗與測量技術(shù) 318
4.6 換熱器設(shè)計技術(shù) 319
4.6.1 總體設(shè)計 320
4.6.2 傳熱設(shè)計 323
4.6.3 結(jié)構(gòu)與強度設(shè)計 328
4.6.4 變工況設(shè)計 332
4.6.5 試驗與測量技術(shù) 333
4.7 儲氣裝置設(shè)計技術(shù) 337
4.7.1 總體設(shè)計 338
4.7.2 壓力容器設(shè)計 341
4.7.3 儲氣洞穴設(shè)計 351
4.7.4 變工況設(shè)計 353
4.7.5 試驗與測量技術(shù) 355
4.8 控制系統(tǒng)設(shè)計 356
4.8.1 總體設(shè)計 357
4.8.2 硬件設(shè)計 370
4.8.3 軟件設(shè)計 372
4.8.4 試驗與測試 373
第5章 壓縮空氣儲能的應(yīng)用 376
5.1 常規(guī)電力系統(tǒng) 376
5.1.1 削峰填谷 376
5.1.2 提高電能質(zhì)量 377
5.1.3 提供備用容量 379
5.1.4 輔助傳統(tǒng)發(fā)電機組運行 380
5.2 可再生能源 381
5.2.1 平滑輸出 382
5.2.2 并網(wǎng)調(diào)峰 383
5.2.3 平衡出力 384
5.3 分布式能源 385
5.3.1 不間斷電源 385
5.3.2 無功及電壓支持 387
5.3.3 容量及分時電價管理 388
5.4 壓縮空氣儲能經(jīng)濟性分析 390
5.4.1 技術(shù)經(jīng)濟性分析 390
5.4.2 熱經(jīng)濟性分析 399
第6章 壓縮空氣儲能技術(shù)展望 405
6.1 技術(shù)展望 405
6.1.1 新型系統(tǒng) 405
6.1.2 關(guān)鍵技術(shù) 409
6.2 應(yīng)用展望 415
6.2.1 經(jīng)濟性 415
6.2.2 產(chǎn)業(yè)發(fā)展 417
主要參考文獻 423