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近年来,随着世界经济、社会的快速发展,化石能源短缺和环境恶化问题日益突出,开发可再生能源和提高化石能源利用效率是应对这一现状的主要手段。然而,可再生能源发电存在着输出不连续、不稳定和不可调等问题,大规模并网会严重危害电网的安全性,而现阶段大力发展的燃气轮机冷热电联供(Combining Cooling Heating and Power,CCHP)技术又存在输出电功率和热功率耦合性强,热电比调节不灵活难题。将压缩空气储能技术(Compressed Air Energy Storage,CAES)与CCHP相结合,有望为上述问题的解决提供一条新的途径。围绕这一主题,本文开展了以下研究:针对常规压缩空气储能系统储能密度低、节流损失大的问题,提出了一种利用水循环(Water Cycle,WC)恒压储气的WC-CAES系统。建立了 WC-CAES系统热力学模型,分析了操作参数和部件特性对系统性能的影响。研究表明,相对绝热压缩空气储能系统(A-CAES),相同储气压力下WC-CAES系统的储能密度最大可提高112%。WC-CAES系统可作为容纳可再生能源的独立系统,可作为缓解电网波动性的调峰系统,也可以耦合CCHP以改善联供系统的电、热输出特性。基于能量梯级利用原理,提出了 WC-CAES与CCHP系统的四种耦合方案,建立了各组件热力学模型和经济性模型,提出了合理的评价指标。以10MW功率等级机组为研究对象,从能量、?经济性角度分析比较四种耦合系统性能,确定了可行的耦合系统方案,并进一步研究了三种调节方式(调节抽气系数、放气系数和透平进口温度)对该系统变负荷特性的影响。随着抽气系数的增大,机组输出的热负荷逐渐增加,电负荷逐渐减少,热电比逐渐增大。当抽气系数达到20%时候,系统输出热负荷相对增加25.97%,电负荷相对减少57.28%,热电比相对增加了 193%。随着放气系数的增大,机组输出的热负荷基本不变,电负荷逐渐增大,热电比逐渐减小。当放气系数达到20%时候,系统输出热负荷相对减少了 0.92%,电负荷相对增加了 33.44%,热电比相对减少了 25.75%。随着透平进口温度的降低,机组输出的热负荷和电负荷都减少,热电比逐渐增大。当透平进口温度减到1300K时候,系统输出的电负荷和热负荷分别相对减少了 38.48%和4.93%,热电比相对增加了 54.53%。当透平进口温度升高到1750K时候,系统输出的电负荷和热负荷分别相对提高了 40.8%和12.5%,热电比相对减少了20.1%。该系统更好的适应了用户侧的电负荷及热负荷需求。能够随着用户侧的电负荷逐时改变抽气系数和放气系数大小,基本上满足电需求,同时,输出的热负荷更多,使得余热锅炉消耗燃料更少。利用本文提出的WC-CAES与CCHP耦合系统,以青岛地区典型建筑物为对象,开展了案例分析。以经济性最高为目标,优化了系统运行策略,证明了基于压缩空气储能的新型燃气轮机热电联供系统。