
压缩空气储能与释能阶段模型及其相关文档文献
压缩空气储能这玩意儿听起来像是把空气当电池用,挺有意思的吧?咱今天不扯虚的,直接上干货。
系统里那几个大件——压缩机、换热器、储气罐、透平,还有热水罐,每个都得用数学模型伺候好了。在Simuli
nk里搭模型的时候,我习惯用模块化那套,就像拼乐高,每个零件单独调试再组合。
先说说压缩机模块。这玩意儿干活的时候要考虑等熵效率,别被公式吓到,其实就是个带系数的热
力学方程。看这段代码:
```matlab
function P_out = Compressor(P_in, T_in, eta_isentropic)
gamma = 1.4; % 空气比热比
PR = 8; % 压缩比
T_out_isen = T_in * PR^((gamma-1)/gamma);
T_out_real = T_in + (T_out_isen - T_in)/eta_isentropic;
P_out = P_in * PR;
end
```
参数gamma和PR都是硬核物理量,eta_isentropic这个效率系数得从厂家数据手册里扒,实测值大
概在0.7-0.85之间晃悠。调试的时候发现,效率值差0.1,整个系统的储能效率能差出5%,这玩意儿可不能
拍脑袋随便填。
储气罐建模最怕的就是处理变质量系统。用质量守恒方程的时候得盯着压力变化,像这样:
```simulink
储气罐子系统
└─ Mass Flow In/Out Ports
└─ Ideal Gas Law模块
└─ 实时压力计算 → 输出到示波器
```
这里有个坑:Simulink自带的Pneumatic库有时候会抽风,遇到变质量最好自己写微分方程。我之前
试过用可变容积模块,结果仿真速度慢得像蜗牛,后来改写成代数方程才解决。
透平模块和压缩机其实是镜像关系,代码结构差不多,但要注意膨胀过程的温度变化会影响热水罐
的热量交换。这里有个骚操作:把透平出口温度接到换热器的冷水入口,这样废热还能回收利用。
说到换热器,对数平均温差法(LMTD)算是标配。不过当流量波动大的时候,直接用效能-NTU法更稳
当。看这个换热器核心计算部分: