儲(chǔ)能技術(shù)課后參考答案梅生偉

第1章習(xí)題答案1-1簡(jiǎn)述廣義的儲(chǔ)能方式與狹義的儲(chǔ)能方式的聯(lián)系與區(qū)別。答：聯(lián)系：廣義的儲(chǔ)能方式包含狹義的儲(chǔ)能方式。區(qū)別：廣義的儲(chǔ)能方式包括基礎(chǔ)燃料（煤、石油和天然氣等）、二次燃料（氫、煤氣和太陽(yáng)能燃料等）、電能和熱能等各種形式的能量的存儲(chǔ)；而狹義的儲(chǔ)能方式通常指儲(chǔ)電和儲(chǔ)熱。1-2簡(jiǎn)述能量密度與功率密度的區(qū)別。答：能量密度是指單位質(zhì)量或體積的儲(chǔ)能系統(tǒng)所具有的有效儲(chǔ)存能量，又稱比能量，包括質(zhì)量能量密度（質(zhì)量比能量）與體積能量密度（體積比能量），常用單位分別為Wh/kg或Wh/L。功率密度功率密度是指單位質(zhì)量或體積的儲(chǔ)能系統(tǒng)所能輸出的最大功率，又稱比功率，包括質(zhì)量功率密度（質(zhì)量比功率）與體積功率密度（體積比功率），常用單位分別為W/kg或W/L。1-3簡(jiǎn)述儲(chǔ)能技術(shù)在三個(gè)歷史時(shí)期的發(fā)展特點(diǎn)。答：根據(jù)各歷史階段儲(chǔ)能使用的不同特點(diǎn)，可以把整個(gè)儲(chǔ)能發(fā)展歷史大致分為三個(gè)時(shí)期，即初步探索期、多元發(fā)展期和高速發(fā)展期。初步探索期：以電力儲(chǔ)能技術(shù)為代表的多種儲(chǔ)能技術(shù)逐漸登上了歷史舞臺(tái)。其中，電化學(xué)儲(chǔ)能和抽水蓄能的發(fā)展相對(duì)較快，并得到了一定程度的應(yīng)用；氫儲(chǔ)能也得到了初步的探索，并在少數(shù)領(lǐng)域中得到了使用。多元發(fā)展期：電化學(xué)儲(chǔ)能、抽水蓄能等多種儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)入了新的發(fā)展階段，一些新的儲(chǔ)能技術(shù)，如壓縮空氣儲(chǔ)能、超導(dǎo)磁儲(chǔ)能和熱儲(chǔ)能逐漸登上了儲(chǔ)能的歷史舞臺(tái)。高速發(fā)展期：新能源的推廣使用和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展大大推動(dòng)了儲(chǔ)能技術(shù)的推廣與應(yīng)用。其中，抽水蓄能儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展較為成熟，裝機(jī)容量大幅提升；電化學(xué)儲(chǔ)能逐步實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，具有廣泛的應(yīng)用前景；超級(jí)電容儲(chǔ)能、超導(dǎo)磁儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)展迅速，并得到了一定的應(yīng)用；熱儲(chǔ)能和氫儲(chǔ)能也展示了良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)和應(yīng)用前景。1-4簡(jiǎn)要對(duì)比分析抽水蓄能與壓縮空氣儲(chǔ)能的工作特性。答：抽水蓄能電站具有上、下游兩個(gè)水庫(kù)。負(fù)荷低谷時(shí)段抽水蓄能設(shè)備工作在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，將下游水庫(kù)的水抽到上游水庫(kù)保存；負(fù)荷高峰時(shí)抽水蓄能設(shè)備工作于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，利用儲(chǔ)存在上游水庫(kù)中的水發(fā)電。壓縮空氣儲(chǔ)能是利用壓縮空氣作為載體來(lái)實(shí)現(xiàn)能量存儲(chǔ)和利用的一種能源系統(tǒng)。儲(chǔ)能時(shí)，電能或機(jī)械能驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)由環(huán)境中吸取空氣將其壓縮至高壓狀態(tài)并存入儲(chǔ)氣裝置，電能或機(jī)械能在該過(guò)程中轉(zhuǎn)化為壓縮空氣的內(nèi)能和勢(shì)能；釋能時(shí)，儲(chǔ)氣裝置中存儲(chǔ)的壓縮空氣進(jìn)入空氣透平中膨脹做功發(fā)電，壓縮空氣中蘊(yùn)含的內(nèi)能和勢(shì)能在該過(guò)程中重新轉(zhuǎn)化為電能或機(jī)械能。1-5簡(jiǎn)要對(duì)比分析鉛炭電池與傳統(tǒng)鉛酸電池的特性。答：傳統(tǒng)鉛蓄電池的電極由鉛及其氧化物制成，電解液為硫酸溶液。在充電狀態(tài)下，鉛蓄電池的正極主要成分為二氧化鉛，負(fù)極主要成分為鉛；在放電狀態(tài)下，正負(fù)極的主要成分均為硫酸鉛。鉛炭電池將活性炭按一定比例混入鉛負(fù)極板活性物質(zhì)中，有效改善了鉛蓄電池的倍率放電性能、脈沖放電壽命和接收電荷的能力。鉛炭電池繼承了傳統(tǒng)鉛酸電池的安全優(yōu)勢(shì)，本身沒(méi)有易燃材料，不燃不爆。但是，鉛炭電池較傳統(tǒng)鉛酸電池的析氫量有所增加，需要注意電池排氣的問(wèn)題及其帶來(lái)的安全隱患。1-6簡(jiǎn)要對(duì)比分析鋰離子電池、液流電池和鈉流電池的特性。答：鋰離子電池主要由電極材料（正極、負(fù)極）、電解液、隔膜、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑和極耳等組成。鋰離子電池以含鋰的化合物作正極，如鈷酸鋰（LiCOO2）、錳酸鋰（LiMn2O4）和磷酸鐵鋰（LiFePO4）等二元或三元材料；負(fù)極采用鋰-碳層間化合物，包括石墨、軟碳、硬碳和鈦酸鋰等；電解質(zhì)由溶解在有機(jī)碳酸鹽中的鋰鹽組成。充電時(shí)，鋰原子變成的鋰離子通過(guò)電解質(zhì)向碳極遷移，在碳極與外部電子結(jié)合后作為鋰原子儲(chǔ)存；放電時(shí)為充電時(shí)的逆反應(yīng)。與其他化學(xué)電池相比，鋰電池具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，主要有：高能量密度、長(zhǎng)壽命、低自放電率、無(wú)記憶效應(yīng)、易快充快放等。液流電池全稱為氧化還原液流電池，由電解液罐、電堆、泵體、功率轉(zhuǎn)換器以及熱交換器構(gòu)成。與以固體作為電極的一般電池不同，液流電池的活性物質(zhì)是具有流動(dòng)性的電解質(zhì)溶液。液流電池的輸出功率與電池容量互相獨(dú)立（功率大小取決于電堆，而容量大小取決于電解液容量），因此可通過(guò)增加電解液量或提高電解液濃度達(dá)到增加電池容量的目的。由于電解液分別存儲(chǔ)于兩個(gè)儲(chǔ)液罐中，一般不存在電池自放電和電解液變質(zhì)問(wèn)題。鈉硫電池由正極、負(fù)極、電解質(zhì)、隔膜和外殼組成。與一般二次電池不同，鈉硫電池是由熔融電極和固體電解質(zhì)組成，負(fù)極的活性物質(zhì)為熔融金屬鈉，正極活性物質(zhì)為液態(tài)硫和多硫化鈉熔鹽。鈉與硫通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，將電能儲(chǔ)存起來(lái)；當(dāng)電網(wǎng)需要電能時(shí)，再將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能并釋放出去。鈉硫電池具有體積小、容量大、壽命長(zhǎng)和效率高等優(yōu)點(diǎn)。此外，鈉硫電池的“蓄洪”性能突出，即可使輸入的電流突然達(dá)到額定功率5-10倍，它也能穩(wěn)定地進(jìn)行能量存儲(chǔ)與釋放。但是，鈉硫電池需要在300-350℃的高溫下工作，其安全性能相對(duì)較差。1-7為什么說(shuō)儲(chǔ)能是促進(jìn)規(guī)?；履茉磻?yīng)用的前提？答：由于風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源的波動(dòng)性、隨機(jī)性以及反調(diào)峰、極熱無(wú)風(fēng)、晚峰無(wú)光等特性，新能源的規(guī)模化并網(wǎng)消納極為困難，輕則產(chǎn)生“棄風(fēng)、棄光”現(xiàn)象，重則誘發(fā)大規(guī)模連鎖脫網(wǎng)事故，給安全運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重威脅。儲(chǔ)能技術(shù)是支撐高比例新能源并網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。一方面，通過(guò)引入儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源發(fā)電功率的平滑輸出，降低新能源并網(wǎng)給系統(tǒng)帶來(lái)的沖擊，提高并網(wǎng)消納率。另一方面，通過(guò)引入儲(chǔ)能系統(tǒng)，還可有效調(diào)控新能源發(fā)電所引起的電網(wǎng)電壓、頻率及相位變化，提高新能源電力系統(tǒng)的安全性及電能質(zhì)量，從根本上促進(jìn)新能源的開發(fā)利用。1-8為什么說(shuō)儲(chǔ)能是構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)的支撐技術(shù)？答：能源互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)電能、熱能和化學(xué)能等多種能源的相互轉(zhuǎn)換和互補(bǔ)，使能量可以在電網(wǎng)、氣網(wǎng)、熱力網(wǎng)和交通網(wǎng)等能源網(wǎng)絡(luò)之間流動(dòng)，提升能源的綜合利用率。儲(chǔ)能包括電化學(xué)儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、儲(chǔ)熱和儲(chǔ)氫等不同形式的能源儲(chǔ)存方式，可以建立多種能源之間的耦合關(guān)系，發(fā)揮能量中轉(zhuǎn)、匹配和優(yōu)化等作用，是構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵支撐技術(shù)。第2章習(xí)題答案2-1試闡述抽水蓄能電站的定義。答：抽水蓄能電站是利用電力負(fù)荷低谷時(shí)的電能抽水至上水庫(kù)，在電力負(fù)荷高峰期再放水至下水庫(kù)發(fā)電的水電站，又稱蓄能式水電站。2-2試闡述抽水蓄能電站的基本結(jié)構(gòu)。答：抽水蓄能電站，一般由上水庫(kù)、輸水系統(tǒng)、廠房和下水庫(kù)等組成。2-3試從能量轉(zhuǎn)換的角度闡述抽水蓄能電站的工作原理及其本質(zhì)。答：抽水蓄能電站的工作原理是利用電力系統(tǒng)負(fù)荷低谷時(shí)過(guò)剩的電能，通過(guò)電動(dòng)機(jī)水泵將低處的下水庫(kù)的水抽到高處的上水庫(kù)中，從而將過(guò)剩的電能轉(zhuǎn)換為水的勢(shì)能并加以儲(chǔ)存，待電力系統(tǒng)負(fù)荷轉(zhuǎn)為高峰時(shí)，再將這部分水從上水庫(kù)放到下水庫(kù)，推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。本質(zhì)是采用水作為能量載體，實(shí)現(xiàn)能量存儲(chǔ)、跨時(shí)空轉(zhuǎn)移和利用的一種儲(chǔ)能技術(shù)。2-4試闡述抽水蓄能電站在電力系統(tǒng)中所承擔(dān)的功能，以及這些功能對(duì)維持電力系統(tǒng)運(yùn)行起到的作用。答：抽水蓄能電站集儲(chǔ)能與發(fā)電兩大功能于一體，可有效調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)的供需，使其達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，大幅度提高電網(wǎng)的運(yùn)行安全和供電質(zhì)量。具體功能包括削峰填谷、調(diào)頻（快速跟蹤負(fù)荷）、調(diào)相（調(diào)壓）、事故備用和黑啟動(dòng)等。2-5試闡述抽水蓄能電站的主要分類方式，以及各分類方式對(duì)應(yīng)的具體抽水蓄能電站類型。答：抽水蓄能電站主要有7種分類方式：按開發(fā)方式分類、按天然徑流條件分類、按水庫(kù)座數(shù)分類、按發(fā)電廠房形式分類、按水頭高度分類、按機(jī)組型式分類和按水庫(kù)調(diào)節(jié)周期分類。(1)按開發(fā)方式分類，抽水蓄能電站可分為引水式抽水蓄能電站和抬水式抽水蓄能電站兩類。(2)按天然徑流條件分類，抽水蓄能電站可分為純抽水蓄能電站和混合式抽水蓄能電站兩類。(3)按水庫(kù)座數(shù)及位置分類，抽水蓄能電站可分為兩庫(kù)式抽水蓄能電站和三庫(kù)式抽水蓄能電站。(4)按發(fā)電廠房形式分類，抽水蓄能電站可分為地面式、地下式和半地下式抽水蓄能電站三種。(5)按水頭高低分類，抽水蓄能電站可分為低水頭抽水蓄能電站、中水頭抽水蓄能電站和高水頭抽水蓄能電站。(6)按機(jī)組型式分類，抽水蓄能電站可分為分置式（四機(jī)式）抽水蓄能電站、串聯(lián)式（三機(jī)式）抽水蓄能電站和可逆式（兩機(jī)式）抽水蓄能電站。(7)按水庫(kù)調(diào)節(jié)周期分類，抽水蓄能電站可分為日調(diào)節(jié)、周調(diào)節(jié)、季調(diào)節(jié)和年調(diào)節(jié)等類型。2-6試解釋以下抽水蓄能電站專有名詞：（1）正常蓄水位；（2）死水位；（3）水頭特性；（4）能量特性。答：(1)正常蓄水位和死水位是水庫(kù)的特征水位。正常蓄水位指抽水蓄能電站正常運(yùn)行情況下，水庫(kù)蓄水能達(dá)到的最高水位。(2)死水位指抽水蓄能電站正常運(yùn)行情況下，水庫(kù)蓄水的最低工作水位。(3)抽水蓄能電站的水頭特性是指電站的水頭值與上水庫(kù)的放水量間的關(guān)系。(4)蓄能水庫(kù)的能量特性是指抽水蓄能電站的發(fā)電量與上水庫(kù)蓄能庫(kù)容的放水量之間的關(guān)系。2-7已知某抽水蓄能電站上水庫(kù)正常蓄水位ZUN=800m，上水庫(kù)死水位ZUD=780m，下水庫(kù)答：由公式(2-1)和(2-2)可得此抽水蓄能電站的最大水頭H此抽水蓄能電站的最小水頭H2-8某抽水蓄能電站的蓄能庫(kù)容為2.3×10(1)抽水蓄能電站的抽水工況運(yùn)行效率、發(fā)電工況運(yùn)行效率、綜合效率；(2)發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)下的調(diào)峰容量（功率）和調(diào)峰電量（能量）。答：(1)由公式(2-8)和式(2-9)可知：抽水工況運(yùn)行效率為ηT發(fā)電工況運(yùn)行效率為η由公式(2-7)可知：綜合效率為η=(2)由公式(2-3)可知：調(diào)峰容量為N=調(diào)峰電量為ET=2-9試闡述抽水蓄能機(jī)組調(diào)相基本原理。答：電機(jī)的空載電勢(shì)與勵(lì)磁電流正相關(guān)。假設(shè)初始時(shí)機(jī)組輸出電流為零。(1)在此基礎(chǔ)上增加勵(lì)磁電流，此時(shí)空載電勢(shì)增加，由相量圖可知機(jī)組此時(shí)輸出滯后的無(wú)功電流，機(jī)組輸出感性無(wú)功功率。(2)在此基礎(chǔ)上減少勵(lì)磁電流，此時(shí)空載電勢(shì)減少，由相量圖可知機(jī)組此時(shí)輸出超前的無(wú)功電流，機(jī)組消耗感性無(wú)功功率。2-10試闡述抽水蓄能機(jī)組發(fā)電調(diào)相和抽水調(diào)相在運(yùn)行時(shí)的區(qū)別。答：抽水蓄能機(jī)組的發(fā)電調(diào)相工況和抽水調(diào)相工況主要存在以下三點(diǎn)區(qū)別(1)轉(zhuǎn)子不同。對(duì)于可逆式機(jī)組來(lái)說(shuō)，發(fā)電調(diào)相工況和抽水調(diào)相工況下轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反。(2)繼電保護(hù)配置不同。由于可逆式機(jī)組的轉(zhuǎn)向不同，一些與相位相序有關(guān)的雙向配置的保護(hù)就會(huì)設(shè)置得不一樣，如負(fù)序過(guò)流保護(hù)、相序保護(hù)、失磁保護(hù)和失步保護(hù)等。(3)使用頻率不同。抽水調(diào)相工況是機(jī)組由靜止工況切換至抽水工況的一個(gè)過(guò)渡狀態(tài)，而發(fā)電調(diào)相工況只有在電網(wǎng)遇到緊急情況時(shí)才會(huì)使用，因此抽水調(diào)相工況的使用頻率要遠(yuǎn)高于發(fā)電調(diào)相工況。2-11試列舉常見(jiàn)的抽水蓄能機(jī)組的基本工況及切換方式。答：(1)抽水蓄能機(jī)組有靜止、抽水、發(fā)電、抽水方向調(diào)相和發(fā)電方向調(diào)相五種基本工況。（或：抽水蓄能機(jī)組有靜止、抽水、發(fā)電、調(diào)相四種基本工況）(2)常見(jiàn)的工況切換共有12種，包括：1）靜止至發(fā)電；2）發(fā)電至靜止；3）靜止至發(fā)電方向調(diào)相；4）發(fā)電方向調(diào)相至靜止；5）靜止至抽水；6）抽水至靜止；7）靜止至抽水方向調(diào)相；8）抽水方向調(diào)相至靜止；9）發(fā)電至發(fā)電方向調(diào)相；10）發(fā)電方向調(diào)相至發(fā)電；11）抽水至抽水方向調(diào)相；12）抽水方向調(diào)相至抽水。2-12試列舉二機(jī)可逆式機(jī)組的起動(dòng)方式，并進(jìn)一步細(xì)分異步起動(dòng)方式和同步起動(dòng)方式的區(qū)別。答：二機(jī)可逆式機(jī)組的起動(dòng)方式包括起動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、異步起動(dòng)、同步起動(dòng)和半同步起動(dòng)共四種。異步起動(dòng)方式包括全壓起動(dòng)、降壓起動(dòng)和部分定子繞組起動(dòng)三種。同步起動(dòng)包括背靠背同步起動(dòng)和靜止變頻器起動(dòng)兩種。2-13試闡述抽蓄機(jī)組制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子所受的制動(dòng)力及其與轉(zhuǎn)速的對(duì)應(yīng)關(guān)系。答：制動(dòng)時(shí)機(jī)組受到的制動(dòng)力有水流制動(dòng)力、空氣阻力、軸承阻力、銅損等效阻力和外接電阻等效阻力五種。阻力與轉(zhuǎn)速關(guān)系如下表所示：阻力與轉(zhuǎn)速n關(guān)系水流制動(dòng)力∝n空氣阻力∝n軸承阻力∝n銅損等效阻力∝n外接電阻等效阻力∝n2-14試闡述機(jī)組運(yùn)行可用率指標(biāo)和起動(dòng)成功率指標(biāo)之間的內(nèi)在關(guān)系。答：主要體現(xiàn)在可用率和起動(dòng)成功率這兩個(gè)指標(biāo)。兩個(gè)指標(biāo)之間的聯(lián)系是：(1)追求高可用率會(huì)減少機(jī)組停運(yùn)檢修的時(shí)間，當(dāng)機(jī)組本身存在隱患而無(wú)法排除時(shí)，會(huì)造成機(jī)組起動(dòng)成功率降低。當(dāng)隱患進(jìn)一步擴(kuò)大，機(jī)組將會(huì)損壞而反作用于可用率，導(dǎo)致其下降。(2)隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，帶有一定盲目性的計(jì)劃?rùn)z修會(huì)逐步減少，取而代之的是更為先進(jìn)的在線維護(hù)和狀態(tài)檢修。在這種情況下，在保障高可用率的同時(shí)也可以維持機(jī)組的可靠運(yùn)行，提高起動(dòng)成功率。2-15今有一抽水蓄能機(jī)組運(yùn)行調(diào)相工況，定子繞組Y接。初始時(shí)機(jī)組的勵(lì)磁電流If1=1000A，輸出感性無(wú)功功率為200MVar?，F(xiàn)接到調(diào)度指令需要增發(fā)50MVar感性無(wú)功功率。假定其空載電勢(shì)與勵(lì)磁電流成正比，電網(wǎng)線電壓Ul解：由線電壓可求解得到相電壓調(diào)相狀態(tài)下機(jī)組與電網(wǎng)無(wú)有功功率交換，因此δ1=δ進(jìn)而可求解得到空載電勢(shì)由空載電壓與勵(lì)磁電流成正比可得 2-16今有一抽水蓄能機(jī)組，其故障率λ=17，修復(fù)率為μ=1答：依題意，機(jī)組的故障率λ和修復(fù)率μ均為常數(shù)，由2.3.3節(jié)中關(guān)于故障率的相關(guān)推導(dǎo)可知機(jī)組的故障密度函數(shù)為： 修復(fù)密度函數(shù)為： 故障率A為： 2-17抽水蓄能電站中有機(jī)組1和機(jī)組2兩臺(tái)抽水蓄能機(jī)組，其中機(jī)組1的故障率λ1=12，修復(fù)率μ1=1（1）當(dāng)機(jī)組1和機(jī)組2串聯(lián)組合時(shí)，抽水蓄能電站的可用率；（2）當(dāng)兩臺(tái)機(jī)組并聯(lián)組合時(shí)，抽水蓄能電站的可用率。答：根據(jù)定義求得機(jī)組1的可用率A1，機(jī)組2的可用率A2 當(dāng)機(jī)組1和機(jī)組2串聯(lián)組合時(shí)，根據(jù)定義可求解得到抽水蓄能電站的可用率為： 當(dāng)兩機(jī)組并聯(lián)組合時(shí)，根據(jù)定義可求解得到抽水蓄能電站的可用率為：第3章習(xí)題答案3-1簡(jiǎn)述壓縮空氣儲(chǔ)能的工作原理及系統(tǒng)組成。答：壓縮空氣儲(chǔ)能就是采用壓縮空氣作為能量載體，實(shí)現(xiàn)能量存儲(chǔ)和跨時(shí)間、空間轉(zhuǎn)移和利用的一種能源系統(tǒng)，其主要包括空氣壓縮機(jī)和空氣透平膨脹機(jī)兩大能量轉(zhuǎn)化設(shè)備及高壓空氣儲(chǔ)氣裝置。壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)主要可以分為儲(chǔ)能和釋能兩個(gè)基本工作過(guò)程：儲(chǔ)能時(shí)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)由環(huán)境中吸取空氣將其壓縮至高壓狀態(tài)并存入儲(chǔ)氣裝置，電能在該過(guò)程中轉(zhuǎn)化為壓縮空氣的內(nèi)能；釋能時(shí)，儲(chǔ)氣裝置中存儲(chǔ)的壓縮空氣進(jìn)入空氣透平中膨脹做功發(fā)電，壓縮空氣中蘊(yùn)含的內(nèi)能和勢(shì)能在該過(guò)程中重新轉(zhuǎn)化為電能。當(dāng)然，也可以直接采用外部機(jī)械能驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)，或使空氣膨脹機(jī)直接對(duì)外輸出機(jī)械能。3-2簡(jiǎn)述壓縮空氣儲(chǔ)能和抽水蓄能在工作原理上的相似之處。答：和抽水蓄能一樣，壓縮空氣儲(chǔ)能也是一種采用機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)能量存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)移的物理儲(chǔ)能技術(shù)。根據(jù)工作流程，壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)通常包括空氣壓縮機(jī)和空氣透平膨脹機(jī)兩大能量轉(zhuǎn)化設(shè)備，其功能分別和抽水蓄能中的水泵和水輪機(jī)相類似。此外，類似于抽水蓄能具有的低位水庫(kù)和高位水庫(kù)，壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)還包括由大氣環(huán)境和儲(chǔ)氣裝置形成的開放式低壓氣庫(kù)和封閉式高壓氣庫(kù)。3-3(C)3-4德國(guó)ADELE項(xiàng)目屬于哪種壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)路線？簡(jiǎn)述該項(xiàng)目終止的主要原因。答：德國(guó)ADELE項(xiàng)目屬于高溫絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)路線，由于超高溫壓縮和超大容量的高溫高壓固體填充式蓄熱技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)，受限于上述技術(shù)瓶頸和超預(yù)算的設(shè)備研發(fā)制造成本，該項(xiàng)目最終終止。3-5(C)3-6簡(jiǎn)述深冷液化空氣儲(chǔ)能的技術(shù)原理及其優(yōu)缺點(diǎn)。答：深冷液化空氣儲(chǔ)能又稱作液態(tài)空氣儲(chǔ)能技術(shù)，其在壓縮、膨脹和儲(chǔ)熱方面與絕熱式壓縮空氣儲(chǔ)能是類似的。所不同的是，其在傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的基礎(chǔ)上引入了低溫過(guò)程和蓄冷裝置，將高壓空氣液化后常壓存儲(chǔ)液態(tài)空氣，其增加了儲(chǔ)能過(guò)程中空氣的冷卻、液化、分離、儲(chǔ)存和釋能過(guò)程中空氣的氣化過(guò)程。因此，液態(tài)空氣儲(chǔ)能技術(shù)更為復(fù)雜。和壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)相比，液態(tài)空氣儲(chǔ)能技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是空氣以常壓液態(tài)形式儲(chǔ)存，儲(chǔ)能密度高，可大大減少儲(chǔ)氣系統(tǒng)的容積，減少電站對(duì)地形條件的依賴。但由于增加蓄冷系統(tǒng)，導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。同時(shí)，由于蓄冷系統(tǒng)在儲(chǔ)能和釋能過(guò)程中動(dòng)態(tài)損失較大，導(dǎo)致系統(tǒng)的儲(chǔ)能效率偏低。3-7(B)3-8補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能的技術(shù)原理是什么？其與傳統(tǒng)燃?xì)鈩?dòng)力循環(huán)有什么聯(lián)系和區(qū)別？補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能的優(yōu)點(diǎn)和局限性又是什么？答：傳統(tǒng)的燃?xì)鈩?dòng)力循環(huán)在吸熱過(guò)程中采用天然氣與壓縮空氣混合燃燒的方式提升燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣溫度。通過(guò)借鑒燃?xì)鈩?dòng)力循環(huán)，在壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)膨脹機(jī)前設(shè)置燃燒器，利用天然氣等燃料與壓縮空氣混合燃燒，以提升空氣透平膨脹機(jī)進(jìn)氣溫度。這種采用化石燃料與壓縮空氣混合燃燒的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)壓縮空氣儲(chǔ)能的技術(shù)路線稱為補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)。補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)與傳統(tǒng)燃?xì)鈩?dòng)力循環(huán)存在較多相似之處，但兩者結(jié)構(gòu)上最顯著的區(qū)別在于，燃?xì)鈩?dòng)力循環(huán)中空氣壓縮機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)同軸，燃?xì)廨啓C(jī)輸出的部分軸功用來(lái)驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)，而補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)中的空氣壓縮機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)相對(duì)獨(dú)立。補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟度高、設(shè)備運(yùn)行可靠、投資成本低，具有較長(zhǎng)的使用壽命，具備與燃?xì)怆娬绢愃频目焖夙憫?yīng)特性。然而，在當(dāng)前大力發(fā)展綠色能源、控制碳排放量的大背景下，補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能的碳排放已成為其最大弊端之一。3-9非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能主要有幾種技術(shù)路線？分別闡述其優(yōu)點(diǎn)及局限性。答：非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能主要包括絕熱式、等溫式和復(fù)合式，其中，絕熱式壓縮空氣儲(chǔ)能又分為高溫絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能和中溫絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能。高溫絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)效率較高，然而，高溫壓縮機(jī)內(nèi)部的密封結(jié)構(gòu)和潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)目前均存在重大技術(shù)瓶頸，固體式填充床易存在溫度梯度和換熱不均。因此，在當(dāng)前的設(shè)備技術(shù)和工藝水平條件下，高溫絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用。中溫絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)成熟、成本合理，可基于當(dāng)前成熟的關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)和工藝水平開展設(shè)計(jì)和制造；系統(tǒng)穩(wěn)定性、可控性較強(qiáng)，具備多能聯(lián)儲(chǔ)、多能聯(lián)供的能力，易于實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用，但其效率還需要進(jìn)一步提升。等溫壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行參數(shù)低，但其裝機(jī)功率一般較小，儲(chǔ)能效率較低，等溫的壓縮過(guò)程和膨脹過(guò)程也難以實(shí)現(xiàn)，僅適用于小容量的儲(chǔ)能場(chǎng)景，例如分布式儲(chǔ)能、家庭儲(chǔ)能。復(fù)合式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)形式較多，可在理論研究或工程應(yīng)用中根據(jù)需求進(jìn)行多樣化的設(shè)計(jì)和調(diào)整。復(fù)合壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)具有較強(qiáng)的多能聯(lián)儲(chǔ)、多能聯(lián)供的能力，可以實(shí)現(xiàn)多種能量形式的儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)換和利用，滿足不同形式的用能需求，提升系統(tǒng)能量綜合利用效率。3-10(A)3-11簡(jiǎn)述常用的壓縮空氣儲(chǔ)能空氣存儲(chǔ)設(shè)備及其優(yōu)缺點(diǎn)。答：壓縮空氣儲(chǔ)存設(shè)備主要分為等容型和等壓型。等容型儲(chǔ)氣裝置主要包括鋼制壓力容器、管線鋼鋼管和深地空間。普通鋼制壓力容器在壓縮氣體領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，然而，當(dāng)應(yīng)用于中等容量以上的儲(chǔ)能場(chǎng)景時(shí)，普通鋼制壓力容器儲(chǔ)氣庫(kù)的成本將成為限制其應(yīng)用的主要因素。管線鋼鋼管最初的用途是輸送石油或天然氣，采用管線鋼鋼管進(jìn)行儲(chǔ)氣時(shí)，可以將其陣列化布置于地上，或淺埋于地下以節(jié)省地面空間。在中小容量等級(jí)的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)中，采用管線鋼鋼管陣列進(jìn)行儲(chǔ)氣成為最佳選擇之一，但在大規(guī)模壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)中，其儲(chǔ)氣成本仍然偏高。以地下鹽穴、煤礦巷道等地下洞穴為代表的地下儲(chǔ)氣庫(kù)容量大、占地少，是目前建造大容量壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的有利支撐條件。等壓儲(chǔ)氣裝置主要包括水下承壓氣囊和重力恒壓儲(chǔ)氣裝置等。恒壓儲(chǔ)氣裝置受限于材料技術(shù)、加工工藝和成本等條件，目前只適用于小容量壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)或?qū)嶒?yàn)系統(tǒng)。3-12目前可用于壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的壓縮機(jī)有哪幾種？它們各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？應(yīng)用于壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)時(shí)，壓縮機(jī)應(yīng)該按照什么方法進(jìn)行選型？答：目前適用于壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的壓縮機(jī)類型主要為往復(fù)式壓縮機(jī)、離心式壓縮機(jī)和軸流式壓縮機(jī)。往復(fù)式空氣壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械效率高，排氣穩(wěn)定，排氣壓力覆蓋范圍廣，排氣壓力高。但其轉(zhuǎn)速低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易損件多、日常維修量大；周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致動(dòng)平衡性差，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有振動(dòng)。離心式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速高、排氣量大、排氣均勻，密封良好、泄漏量少，性能曲線平坦、操作范圍寬。同時(shí)，離心式壓縮機(jī)易損件和維修量較少，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和大型化，非常適合應(yīng)用于壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)。但離心式壓縮機(jī)氣流速度大，流道內(nèi)的零部件有較大的摩擦損失；存在喘振現(xiàn)象，危害壓縮機(jī)本身和系統(tǒng)的運(yùn)行安全。軸流式壓縮機(jī)具有通流能力大、流量大、阻力損失小、效率高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)方便、占地面積小。但軸流式壓縮機(jī)一般壓比較小，制造工藝要求較高，穩(wěn)定工況區(qū)比較窄，流量可調(diào)節(jié)的范圍比較小。軸流式壓縮機(jī)在用于壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)時(shí)，一般需要和離心壓縮機(jī)串聯(lián)使用。3-13(C)3-14和管殼式換熱器相比，板式換熱器具有什么優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？其是否可應(yīng)用于壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)？答：板式換熱器具有換熱效率高、熱損失小、結(jié)構(gòu)緊湊輕巧、占地面積小、安裝清洗方便、應(yīng)用廣泛、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。但板式換熱器無(wú)法承受高溫高壓，密封難度高，使用過(guò)程中容易出現(xiàn)泄漏問(wèn)題。盡管在換熱能力和體積上板式換熱器有一定的優(yōu)勢(shì)，但是對(duì)于高溫過(guò)程和帶壓的換熱過(guò)程，實(shí)施過(guò)程中還是應(yīng)該主要考慮采用管殼式換熱結(jié)構(gòu)。3-15已知某壓縮機(jī)進(jìn)口空氣的焓值h1為298.45kJ/kg，流速cf1為55m/s；壓縮機(jī)出口空氣焓值h2為621.28kJ/kg，流速cf2為22m/s；散熱損失和勢(shì)能差可以忽略不計(jì)。試求1kg空氣流經(jīng)壓縮機(jī)時(shí)壓縮機(jī)對(duì)其做功的量。若空氣流量為120t/h，試求壓縮機(jī)的功率。解：由式(3-11)可知壓縮機(jī)的能量方程為q=根據(jù)題意可知，q=0，g(z2-z1)=0，于是壓縮1kg空氣所需要的技術(shù)功為w壓縮機(jī)的功率為P=3-16解：壓縮機(jī)功耗最小時(shí)各級(jí)壓縮比相等，即β=則第一級(jí)壓縮機(jī)的功耗為w第一級(jí)壓縮機(jī)的出口溫度為t由于一、二、三級(jí)入口溫度相等，則可以求得其功耗分別為w第二、三級(jí)的排氣溫度為t則該壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)壓縮機(jī)的總功耗為w=若采用單級(jí)壓縮，則其壓縮比β為125，其功耗為w壓縮機(jī)排氣溫度為t3-17解：一級(jí)透平的排氣溫度為Tt一級(jí)透平的輸出功率為w類似可求得，二級(jí)、三級(jí)透平的溫度分別為33.01℃和38.02℃；二級(jí)、三級(jí)透平的輸出功率為369.14kW和356.55kW，透平的總輸出功率為w=3-18某深冷液化空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，采用兩級(jí)壓縮、兩級(jí)膨脹的布置方式，其儲(chǔ)能時(shí)間和釋能時(shí)間均為6小時(shí)。除了輸出電力外，該系統(tǒng)還可同時(shí)實(shí)現(xiàn)供熱和制冷應(yīng)用。儲(chǔ)能階段，一、二級(jí)壓縮機(jī)的功率分別為10.32MW和9.75MW，釋能階段，一、二級(jí)空氣透平的輸出功率分別為5.42MW和4.98MW，其供熱和制冷功率分別為1.84MW和870kW。試求該系統(tǒng)的電-電效率和循環(huán)效率。解：該系統(tǒng)的電-電效率為η循環(huán)效率為η3-19答：(1)該壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)無(wú)其他熱量輸入也沒(méi)有供熱、制冷輸出，其電-電效率和循環(huán)效率相等，即η(2)一級(jí)壓縮機(jī)的?損失為Δ按相同的計(jì)算方法可得，二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)壓縮機(jī)的?損失分別為0.459MW、0.461MW、0.458MW。一級(jí)透平的?損失為Δ按相同的計(jì)算方法可得，二級(jí)、三級(jí)透平的?損失分別為0.893MW、0.886MW。換熱器1的?損失為ΔE按相同的計(jì)算方法可得，換熱器2~換熱器7的?損失分別為0.296MW、0.299MW、0.314MW、0.067MW、0.235MW、0.214MW。第4章習(xí)題答案4-1鉛酸電池的原理是什么？請(qǐng)寫出它的反應(yīng)方程式。答：傳統(tǒng)鉛酸電池的電極由鉛及其氧化物制成，電解液采用硫酸溶液。在充電狀態(tài)下，鉛酸電池的正極主要成分為二氧化鉛，負(fù)極主要成分為鉛；放電狀態(tài)下，正負(fù)極的主要成分均為硫酸鉛。放電時(shí)，正極的二氧化鉛與硫酸反應(yīng)生成硫酸鉛和水，負(fù)極的鉛與硫酸反應(yīng)生成硫酸鉛；充電時(shí)，正極的硫酸鉛轉(zhuǎn)化為二氧化鉛，負(fù)極的硫酸鉛轉(zhuǎn)化為鉛。鉛酸電池反應(yīng)如下。正極： 負(fù)極： 總反應(yīng)： 4-2請(qǐng)簡(jiǎn)述鉛酸電池的工作方式。答：鉛酸電池主要有充電放電制和定期浮充制兩種充電方式。充電放電制是指鉛酸電池組充電過(guò)程與放電過(guò)程分別進(jìn)行的一種工作方式，即先用整流裝置給鉛酸電池組充滿電后，再由鉛酸電池的負(fù)載供電（放電），然后再充電、再放電的一種循環(huán)工作方式。充電放電制主要用于移動(dòng)型鉛酸電池組。例如，汽車摩托車啟動(dòng)用鉛酸電池組、鉛酸電池車輛用鉛酸電池組等，當(dāng)有兩組相同型號(hào)的固定型鉛酸電池組，一組工作，而另一組備用時(shí)，一般也采用這種工作方式。定期浮充制就是整流設(shè)備與鉛酸電池組并聯(lián)并定期輪流向負(fù)載供電的一種工作方式。也就是說(shuō)，由整流設(shè)備和鉛酸電池組所構(gòu)成的直流電源，部分時(shí)間由鉛酸電池向負(fù)載供電；其他時(shí)間由整流設(shè)備浮充鉛酸電池組供電，即整流設(shè)備在直接向負(fù)載供電的同時(shí)，還要向鉛酸電池充電(浮充)，以補(bǔ)充鉛酸電池放電時(shí)所消耗的能量以及因局部放電所引起的容量損失。4-3簡(jiǎn)述鉛酸電池的充放電特性。答：鉛酸蓄電池充電曲線如下圖所示，其內(nèi)部反應(yīng)如下：圖4-17習(xí)題4-3示意圖(1)在電池充入電量至70%～80%之前，利用整流器的限流特性維持充電電流不變，此過(guò)程電池端電壓幾乎呈直線上升；(2)當(dāng)電流的端電壓上升至穩(wěn)壓點(diǎn)附近時(shí)，由于充電歷程已到中后期，此時(shí)正極板上PbSO4數(shù)量已不多，使交換電流密度隨反應(yīng)面積的變小而增大，所以電化學(xué)極化作用已經(jīng)變小，而電池內(nèi)阻也明顯減少。但是，充電的真實(shí)表面積已經(jīng)變小了，故引起了電極真實(shí)電流密度的增大。繼而使電極表面附近電解液濃度增高，導(dǎo)致濃差極化影響嚴(yán)重，造成電池內(nèi)電流迅速衰減。(3)當(dāng)充電至后期，電池電流已明顯變小，所以濃差極化作用隨之減小。而電化學(xué)極化作用影響又增加，所以電池電流繼續(xù)衰減，只是衰減速度變慢。(4)充電末期，充入電池的電流大部分用于維持電池內(nèi)氧循環(huán)，僅極小的電流用于維持活性物質(zhì)的恢復(fù)，因而電池電流穩(wěn)定不變。鉛酸蓄電池放電曲線如下圖所示，其內(nèi)部反應(yīng)如下：圖4-18習(xí)題4-3示意圖(1)在放電初期，端電壓U下降很快，這是因?yàn)樵诜烹姵跗冢钚晕镔|(zhì)微孔內(nèi)的電解液濃度下降很快，使電動(dòng)勢(shì)E明顯減小，同時(shí)內(nèi)電阻r的明顯減小也使內(nèi)電阻電壓降Ir有較大減小，端電壓U也將快速減小。(2)在放電中期，由于活性物質(zhì)微孔內(nèi)的電解液逐漸擴(kuò)散，其濃度趨于平衡，使電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r的減小變得緩慢，也使端電壓U緩慢減小。臨近放電中期末尾時(shí)，正負(fù)極板表面上的活性物質(zhì)[二氧化鉛(PbO2)和海綿狀金屬鉛(Pb)]已經(jīng)大部分轉(zhuǎn)換成硫酸鉛(PbSO4)。(3)放電后期，極板上活性物質(zhì)轉(zhuǎn)換成硫酸鉛的轉(zhuǎn)換作用已經(jīng)很微弱，這時(shí)，端電壓的下降將變快，當(dāng)放電電壓下降到終了電壓(1.8V)時(shí)，蓄電池應(yīng)立即停止放電，這時(shí)，端電壓將很快恢復(fù)到2.0V左右，如果不立即停止放電，蓄電池的端電壓將急劇下降，同時(shí)對(duì)蓄電池的使用壽命也將產(chǎn)生不利影響。4-4請(qǐng)簡(jiǎn)述鉛炭電池的特點(diǎn)。答：在負(fù)極引入活性炭，使電池兼具鉛酸電池和超級(jí)電容器的優(yōu)勢(shì)，能夠顯著提高鉛酸電池的壽命，同時(shí)可有效抑制普通鉛蓄電池負(fù)極不可逆硫酸鹽化的問(wèn)題，使其大電流充放電性能和循環(huán)壽命得到顯著提升。其優(yōu)勢(shì)在于：(1)成本低廉、制造工藝簡(jiǎn)便；(2)能量成本低；(3)工作溫度范圍寬泛，低溫性能好于鋰電池?zé)o需單體BMS。其劣勢(shì)在于：(1)比功率、比能量偏低充電速率低，滿充需要14-16小時(shí)；(2)需防止不可逆硫酸鹽化；(3)循環(huán)壽命短，重復(fù)深度充放減少電池壽命；(4)回收困難，對(duì)環(huán)境有害。4-5鋰離子電池的原理是什么？請(qǐng)寫出它的反應(yīng)方程式。電池充電時(shí)，正極上的電子通過(guò)外部電路跑到負(fù)極上，而鋰離子從正極脫嵌，穿過(guò)電解質(zhì)和隔膜嵌入負(fù)極，與從正極跑過(guò)來(lái)的電子結(jié)合，使得負(fù)極處于富鋰態(tài)，正極處于貧鋰態(tài)，同時(shí)電子的補(bǔ)償電荷從外電路供給到負(fù)極，保證負(fù)極的電荷平衡；放電時(shí)則相反，電子從負(fù)極經(jīng)過(guò)外部電力電子器件跑到正極，鋰離子從負(fù)極脫嵌，

穿過(guò)電解質(zhì)和隔膜重新嵌入正極，正極，與從負(fù)極跑過(guò)來(lái)的電子結(jié)合。因此鋰離子電池實(shí)質(zhì)為一種鋰離子濃差電池，依靠鋰離子和電子在正負(fù)極之間的轉(zhuǎn)移來(lái)完成充放電工作。鋰離子電池的化學(xué)反應(yīng)式： 正極反應(yīng)： 負(fù)極反應(yīng)： 4-6簡(jiǎn)述鋰離子電池的充放電特性。答：充電過(guò)程：隨著鋰離子充電電流的增加，恒流時(shí)間逐步減少，恒流可充入容量和能量也逐步減少。在實(shí)際電池組應(yīng)用中，可以以鋰離子電池允許的最大充電電流充電，達(dá)到限壓后，再進(jìn)行恒壓充電，這樣在減少充電時(shí)間的基礎(chǔ)上，也保證了充電的安全性；另外，應(yīng)綜合考慮充電時(shí)間和效率，選擇適中的充電電流，以減少內(nèi)阻能耗。放電過(guò)程：電池在初始階段端電壓快速下降，放電倍率越大，電壓下降的越快；隨后，電池電壓進(jìn)入一個(gè)緩慢變化的階段，這段時(shí)間稱為電池的平臺(tái)區(qū)，放電倍率越小，平臺(tái)區(qū)持續(xù)的時(shí)間越長(zhǎng)，平臺(tái)電壓越高，電壓下降越緩慢；在電池電量接近放完時(shí)，電池負(fù)載電壓開始急劇下降直至達(dá)到放電截止電壓。4-7請(qǐng)簡(jiǎn)述鋰離子電池的特點(diǎn)。答：鋰離子電池優(yōu)勢(shì)在于：(1)高能量密度，高功率密度；(2)能量轉(zhuǎn)換效率高，95%以上；(3)長(zhǎng)循環(huán)壽命；(4)可快充快放，充電倍率一般在0.5~3C。鋰離子電池劣勢(shì)在于：(1)采用有機(jī)電解液，存在較大安全隱患；(2)循環(huán)壽命和成本等指標(biāo)尚不能滿足電力系統(tǒng)儲(chǔ)能應(yīng)用的需求；(3)不耐受過(guò)充和過(guò)放；(4)使用循環(huán)中不可避免自然緩慢衰退；(5)低溫下（?0℃）不易實(shí)現(xiàn)快充快放。4-8請(qǐng)簡(jiǎn)述液流電池的特點(diǎn)。答：液流電池和通常以固體作電極的普通蓄電池不同，液流電池的活性物質(zhì)以液體形態(tài)儲(chǔ)存在于兩個(gè)分離的儲(chǔ)液罐中，由泵驅(qū)動(dòng)電解質(zhì)溶液在獨(dú)立存在的電池堆中反應(yīng)，電池堆與儲(chǔ)液罐分離，在常溫常壓運(yùn)行，因此安全性高，沒(méi)有潛在爆炸風(fēng)險(xiǎn)。且其充放電循環(huán)次數(shù)＞10000次，日歷壽命可達(dá)20年；響應(yīng)速度快、自放電率低且環(huán)境友好。但液流電池能量密度相比其他電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)較低，系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜。4-9全釩液流電池的原理是什么？請(qǐng)寫出它的反應(yīng)方程式。答：全釩液流電池中，正極電解液為含有五價(jià)釩和四價(jià)釩離子的硫酸溶液，負(fù)極電解液為含有三價(jià)釩和二價(jià)釩離子的硫酸溶液，二者由離子交換膜隔開。在對(duì)全釩液流電池進(jìn)行充放電過(guò)程中，正負(fù)極電解液在各自電極區(qū)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，釩電池中的電能以化學(xué)能的方式存儲(chǔ)在不同價(jià)態(tài)釩離子的硫酸電解液中，通過(guò)循環(huán)泵把電解液壓入電池堆內(nèi)，在機(jī)械動(dòng)力作用下，使其在不同的儲(chǔ)液罐和半電池的閉合回路中循環(huán)流動(dòng)，采用質(zhì)子交換膜作為電池組的隔膜，電解質(zhì)溶液平行流過(guò)電極表面并發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)雙極板收集和傳導(dǎo)電流，從而使得存儲(chǔ)在溶液中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。全釩液流電池反應(yīng)如下：正極電對(duì)：V(Ⅴ)/V(Ⅳ) 負(fù)極電對(duì)：V(Ⅲ)/V(Ⅱ) 4-10請(qǐng)簡(jiǎn)述全釩液流電池、鐵鉻液流電池和鋅溴液流電池的特點(diǎn)。答：全釩液流電池能量密度較低，成本過(guò)高；鋅溴液流電池能量密度高、材料成本較低且對(duì)環(huán)境友好；鐵鉻液流電池電池成本較低且無(wú)污染，制備較為容易。4-11鈉硫電池的原理是什么？請(qǐng)寫出它的反應(yīng)方程式。答：鈉硫電池采用加熱系統(tǒng)把不導(dǎo)電的固態(tài)鹽類電解質(zhì)加熱熔融，使電解質(zhì)呈離子型導(dǎo)體而進(jìn)入工作狀態(tài)。作為固體電解質(zhì)兼隔膜，固態(tài)β-氧化鋁陶瓷管只允許帶正電荷的鈉離子通過(guò)并在正極和硫結(jié)合形成硫化物。鈉硫電池在放電過(guò)程中，電子通過(guò)外電路由陽(yáng)極（負(fù)極）到陰極（正極），而Na+則通過(guò)固體電解質(zhì)β-Al2O3與S2-結(jié)合形成多硫化鈉產(chǎn)物，在充電時(shí)電極反應(yīng)與放電相反。鈉與硫之間的反應(yīng)劇烈，因此兩種反應(yīng)物之間必須用固體電解質(zhì)隔開，同時(shí)固體電解質(zhì)又必須是鈉離子導(dǎo)體。鈉硫電池反應(yīng)如下。正極： 負(fù)極： 總反應(yīng)： 4-12請(qǐng)簡(jiǎn)述鈉硫電池的特點(diǎn)。答：鈉硫電池單位質(zhì)量或單位體積所具有的有效電能量較高，也稱其比能量較高。其理論比能量為760wh/kg，是鉛酸電池的3-4倍；此類電池能夠進(jìn)行大電流、高功率放電，其放電電流密度一般可達(dá)200-300mA/cm2，并瞬時(shí)間可放出其3倍的固有能量；由于鈉硫電池采用固體電解質(zhì)，沒(méi)有通常采用液體電解質(zhì)二次電池的自放電及副反應(yīng)，使得其充放電效率很高，但其僅能在300-350℃的溫度下工作，所以在鈉硫電池工作時(shí)需要適時(shí)加熱保溫；鈉硫電池系統(tǒng)規(guī)模可根據(jù)應(yīng)用需求通過(guò)鈉硫電池模塊集成靈活擴(kuò)展，達(dá)到MW級(jí)別；此外還具有無(wú)放電污染、無(wú)振動(dòng)、低噪聲、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。第5章習(xí)題答案5-1.試根據(jù)氫原子的基態(tài)能級(jí)，計(jì)算每摩爾氫原子的電離能。答：每摩爾氫原子的電離能=13.6×1.6×10-19×6.022×1023=1310kJ/mol5-2.簡(jiǎn)述氫能的特點(diǎn)。答：氫能可以通過(guò)燃燒、催化產(chǎn)熱、化學(xué)產(chǎn)熱、電化學(xué)產(chǎn)電等不同的轉(zhuǎn)化方式進(jìn)行應(yīng)用，具有多轉(zhuǎn)換性的特點(diǎn)。5-3.簡(jiǎn)述氫儲(chǔ)能的作用。答：由于氫能具有多轉(zhuǎn)化性的特點(diǎn)，和其他儲(chǔ)能技術(shù)相比，氫儲(chǔ)能不僅具有調(diào)節(jié)電網(wǎng)波動(dòng)性的作用，還具有代替部分化石能源、充當(dāng)化工原料的作用。5-4.簡(jiǎn)述氫儲(chǔ)能的主要環(huán)節(jié)及其特點(diǎn)。答：氫儲(chǔ)能作為一個(gè)全產(chǎn)業(yè)鏈，可分為上游制備，中游儲(chǔ)運(yùn)，下游應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景及需求的不同，產(chǎn)業(yè)鏈可由三環(huán)節(jié)中的元素搭配組成。1)上游制取上游制取氫氣的方式可分為化石能源重整制氫、電解水制氫、新型制氫技術(shù)三類，其特點(diǎn)各不相同。2)中游儲(chǔ)運(yùn)氫能的中游儲(chǔ)運(yùn)方式可分為氫的高壓氣態(tài)儲(chǔ)運(yùn)、低溫液態(tài)儲(chǔ)運(yùn)及固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)三類。3)下游應(yīng)用氫能應(yīng)用具有多轉(zhuǎn)換性的特點(diǎn)。其主要的應(yīng)用方式有：(1)直接燃燒，即利用氫和氧發(fā)生反應(yīng)放出的熱能；(2)通過(guò)燃料電池轉(zhuǎn)化為電能，即利用氫和氧在催化劑作用下的電化學(xué)反應(yīng)直接獲取電能；(3)化學(xué)反應(yīng)，即在化工等行業(yè)中利用氫的還原性質(zhì)。5-5.試問(wèn)興登堡和挑戰(zhàn)者號(hào)上使用氫的物理狀態(tài)，并簡(jiǎn)述該狀態(tài)起什么作用。答：興登堡號(hào)飛艇使用的氫為氣態(tài)，作用是給飛艇提供浮力。挑戰(zhàn)者號(hào)航天飛機(jī)使用的氫為液態(tài)，是作為液態(tài)燃料給航天飛機(jī)提供動(dòng)力。5-6.在天然氣水蒸氣重整制氫中，在400K、800K、1200K溫度下，試分別判斷制備合成氣的反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行。（不同溫度下標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能如下表所示）類別???CO-146.4-182.5-217.8H-224.0-203.6-181.6C-42-2.141.6答：合成氣反應(yīng)為：C由式?可知，在400、800、1200K時(shí)反應(yīng)前后標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能的變化為119.6、23.2、-77.8kJ/mol。所以該反應(yīng)在1200K時(shí)能自發(fā)進(jìn)行。5-7.TiO2是常用的光催化制氫材料，已知TiO2的帶隙為3.2eV，試求太陽(yáng)光譜中TiO2的光波長(zhǎng)吸收限，并提出一種可以拓寬其吸收限的方法。解：由E=?ν故其光波長(zhǎng)的吸收限是388.4nm。摻雜是調(diào)控半導(dǎo)體電子結(jié)構(gòu)的有效途徑。摻雜過(guò)渡金屬離子可以在半導(dǎo)體禁帶內(nèi)引入雜質(zhì)能級(jí)，從而擴(kuò)寬其吸收限。此外，陰離子摻雜可調(diào)節(jié)半導(dǎo)體導(dǎo)帶位置，擴(kuò)大材料的光響應(yīng)范圍。5-8.在變壓吸附純化氫氣的過(guò)程中，假設(shè)吸附劑的熱導(dǎo)率較小，吸附熱和解吸熱引起的床層溫度的變化不大，可以將其看成是等溫過(guò)程。試設(shè)計(jì)至少2種的吸附-解吸工藝。答：(1)常壓下吸附，真空下解吸；(2)加壓下吸附，常壓下解吸。5-9.試問(wèn)化學(xué)吸附與物理吸附之間的區(qū)別。化學(xué)吸附與物理吸附對(duì)比1、原理：化學(xué)吸附依靠的是比較強(qiáng)的化學(xué)鍵，物理吸附依靠的是比較弱的范德華力2、層數(shù)：化學(xué)吸附只能是單層吸附，物理吸附可以是多層吸附3、可逆性：化學(xué)吸附不可逆，物理吸附可逆4、吸附溫度：化學(xué)吸附的吸附溫度更高（反應(yīng)熱），物理吸附的溫度低（反應(yīng)熱）5、吸附速率：化學(xué)吸附比物理吸附速率慢6、吸附選擇物性：化學(xué)吸附具有吸附選擇性，物理吸附不存在吸附選擇性5-10.在高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫中，若儲(chǔ)氫罐的瓶壓是20MPa，體積為50L，試計(jì)算其在300K時(shí)，可以儲(chǔ)存的氫氣的質(zhì)量為多少kg。解：由pV=mM5-11.不同氣體的Joule-Thompson系數(shù)如下圖所示，試問(wèn)在多少溫度下，可以通過(guò)節(jié)流膨脹對(duì)氫氣降溫，并分析原因。答：節(jié)流膨脹使氣體降溫的前提是Joule-Thomson系數(shù)μ>0。由圖可知，氫氣的Joule-Thomson系數(shù)在溫度約為200K大于0，因此在200K溫度以下，可以通過(guò)節(jié)流膨脹對(duì)氫氣降溫。5-12.根據(jù)固態(tài)材料儲(chǔ)氫的原理，可分為物理吸附儲(chǔ)氫材料和化學(xué)吸附儲(chǔ)氫材料，試問(wèn)每一類中的固態(tài)儲(chǔ)氫材料都有哪些。答：根據(jù)固態(tài)材料的儲(chǔ)氫原理可分為物理吸附儲(chǔ)氫材料和化學(xué)吸附儲(chǔ)氫材料。其中物理吸附儲(chǔ)氫材料有儲(chǔ)氫碳材料、儲(chǔ)氫金屬-有機(jī)骨架材料?；瘜W(xué)儲(chǔ)氫材料有金屬單質(zhì)、合金。第6章習(xí)題答案6-1根據(jù)物理原理的不同，儲(chǔ)熱技術(shù)可以分為哪幾類？答：根據(jù)物理原理的不同，儲(chǔ)熱技術(shù)可分為顯熱儲(chǔ)熱、潛熱儲(chǔ)熱和熱化學(xué)儲(chǔ)熱三種。6-2與顯熱儲(chǔ)熱技術(shù)相比，潛熱儲(chǔ)熱技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)是什么？答：相較于顯熱儲(chǔ)熱，潛熱儲(chǔ)熱的主要優(yōu)勢(shì)有兩點(diǎn)，一是儲(chǔ)熱密度高于顯熱儲(chǔ)熱，二是可提供恒溫的熱能。6-3當(dāng)液體顯熱儲(chǔ)熱材料靜置于儲(chǔ)罐中時(shí)，會(huì)出現(xiàn)溫度分層現(xiàn)象，試簡(jiǎn)要說(shuō)明溫度分層產(chǎn)生的原因及其用于儲(chǔ)熱系統(tǒng)時(shí)的優(yōu)點(diǎn)。答：以水為例，在實(shí)際工程中，當(dāng)水靜置于水箱中時(shí)，由于散熱會(huì)使得密度大的冷流體在重力作用下居于水箱底層，而密度小的高溫流體居于水箱上層。從提高系統(tǒng)性能的角度，水箱內(nèi)的溫度分層有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是避免了冷熱流體的摻混，當(dāng)負(fù)載工質(zhì)從水箱上層吸收熱能時(shí)提高了熱能利用的品位；二是由于集熱器進(jìn)口溫度和效率呈負(fù)相關(guān)，所以集熱器進(jìn)口與水箱下層低溫處相連可提高整個(gè)系統(tǒng)效率。6-4晶體生長(zhǎng)率低、過(guò)冷度大會(huì)使得儲(chǔ)存于相變材料的潛熱難以充分利用，簡(jiǎn)要說(shuō)明其原理。答：過(guò)冷是指液體低于熔點(diǎn)而沒(méi)有凝固的現(xiàn)象。由于勻相核化結(jié)晶活化能的存在，純液體的結(jié)晶一般會(huì)在略低于熔點(diǎn)時(shí)開始。晶核形成的同時(shí)，新相和液體之間的相界面也會(huì)形成，此過(guò)程會(huì)消耗能量，所消耗能量的大小依其表面能而定。假如要形成的晶核太小，形成晶核產(chǎn)生的能量無(wú)法形成界面，就不會(huì)開始成核。因此必須要溫度夠低，可以產(chǎn)生穩(wěn)定的晶核，相變材料才會(huì)開始凝固。因此，晶體生長(zhǎng)率低、過(guò)冷度大，會(huì)導(dǎo)致相變材料無(wú)法在理論的凝固點(diǎn)附近凝固，不僅造成潛熱難以充分利用，且導(dǎo)致放熱過(guò)程難以保持在恒溫工況，因此對(duì)于某些過(guò)冷度大的相變材料，如、水合鹽，可使用成核劑使其過(guò)冷點(diǎn)接近于熔點(diǎn)。6-5在相變材料的封裝過(guò)程中，要求氣隙空間產(chǎn)生于遠(yuǎn)離熱源的位置，試分析其原因。答：相變前后顯著的密度差異將導(dǎo)致材料在固相時(shí)會(huì)形成一個(gè)氣隙空間，如果封裝技術(shù)設(shè)計(jì)不當(dāng)，這個(gè)氣隙空間將會(huì)大大阻礙傳熱速率，由于空氣的導(dǎo)熱率比任何相變材料都要低幾個(gè)數(shù)量級(jí)，因此當(dāng)氣隙空間產(chǎn)生于不合適的位置時(shí)，將成為相變材料吸熱熔化時(shí)巨大的熱阻。因此，封裝技術(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)使氣隙空間產(chǎn)生于遠(yuǎn)離熱源的位置。比如在某個(gè)重力不可忽略的封裝容器內(nèi)，應(yīng)避免熱源位于封裝容器的頂部。因?yàn)橐坏┤绱?，容器頂部將形成氣隙空間，在下一次充熱時(shí)，這一氣隙空間將成為相變材料和熱源之間的絕熱層。6-6加入肋板為何會(huì)對(duì)相變材料起到強(qiáng)化換熱的作用？在熔化過(guò)程和凝固過(guò)程中，肋板的作用有何差異？答：肋板之所以成為一種主流的強(qiáng)化換熱手段主要原因是可以擴(kuò)展換熱面積。由于自然對(duì)流對(duì)熔化過(guò)程中的換熱效果影響顯著，而肋板的加入不可避免地會(huì)影響到自然對(duì)流過(guò)程，因此相變材料強(qiáng)化換熱中一個(gè)重要的研究領(lǐng)域是分析如何通過(guò)改變肋板間距、數(shù)目、厚度、肋板插入相變材料的深度等關(guān)鍵參數(shù)，使得肋板對(duì)自然對(duì)流的抑制程度最低、換熱面積最大，從而優(yōu)化強(qiáng)化換熱效果。相較于熔化過(guò)程，凝固過(guò)程主要以熱傳導(dǎo)為主，自然對(duì)流作用微弱，甚至可以忽略，因此肋板對(duì)強(qiáng)化傳熱的作用更加明顯。6-7請(qǐng)分別寫出金屬氧化物儲(chǔ)熱體系、金屬氫化物體系、氫氧化物儲(chǔ)熱體系的反應(yīng)通式。答：金屬氧化物儲(chǔ)熱體系的反應(yīng)通式為：M金屬氫化物儲(chǔ)熱體系的反應(yīng)通式為：M氫氧化物儲(chǔ)熱體系的反應(yīng)通式為：M6-8某冷卻系統(tǒng)中的工質(zhì)泵以50%的效率耗電2kW使得工質(zhì)在管路中流動(dòng)，假設(shè)工質(zhì)為水，流入泵時(shí)的溫度為10℃且流量保持在1.5kg/s，管道及泵與外界環(huán)境無(wú)熱交換，試求：泵的出口溫度。答：假設(shè)工質(zhì)質(zhì)量流量為m，焓為?，泵功為Win，0=0.5即：0.5可得出T6-9將例6-3中的巖石材料換為相同質(zhì)量、相同初始溫度的相變儲(chǔ)熱材料，計(jì)算相同太陽(yáng)輻照、有效輻照時(shí)常和面積條件下，相變材料的終溫。其中相變材料的熔化溫度為30℃，相變潛熱為200kJ/kg，比熱為2kJ/(kgK)。解：由于相變材料的初始溫度Tinitial為15℃，而相變溫度TPC為30℃，因此材料首先通過(guò)顯熱儲(chǔ)熱升溫到3mc=200×230?15而0.4因此在吸熱結(jié)束時(shí)相變材料仍未完全熔化，則終溫保持在相變溫度，即30℃。6-10如圖6-50所示為某種充熱裝置，該裝置通過(guò)底部的電加熱設(shè)備向頂部的陶瓷儲(chǔ)熱材料充熱，假設(shè)充熱達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)電加熱設(shè)備溫度為1000K，而陶瓷上表面溫度為500K，試求該過(guò)程中的?流變化。圖6-50習(xí)題6-10示意圖解：首先以電加熱元件為控制體積(CV1W??由題中所給條件可得：QSEE即進(jìn)入電子加熱元件的?流為500W，其中損失了149W，剩余351W作為熱量?流入儲(chǔ)熱材料。以儲(chǔ)熱材料為控制體積(CV1QQ1?由題中所給條件可得：SEE即由電子元件傳來(lái)的391W?流在陶瓷材料損失149W，剩余202W繼續(xù)由上表面流出。6-11如圖6-51所示為一塊背面絕熱、正面吸收太陽(yáng)輻照的金屬平板，該平板正面吸收率為0.6，太陽(yáng)輻照為700W/m2，環(huán)境溫度為25℃，平板和空氣之間的對(duì)流換熱系數(shù)為50W/m2K。試求在僅考慮對(duì)流換熱的情況下，達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)平板的溫度。圖6-51習(xí)題6-12示意圖解：由題意可知，平板的換熱過(guò)程僅考慮吸熱和對(duì)流換熱，而不考慮輻射熱損，令吸收率為α，平板有效換熱面積為As，太陽(yáng)輻照為qincident,solar，環(huán)境溫度為T∞α由此可求出穩(wěn)態(tài)終溫為：T6-12請(qǐng)基于例6-10已知條件及計(jì)算結(jié)果，假設(shè)堆積床空氣入口溫度為25℃~65℃范圍內(nèi)以16h為周期的正弦函數(shù)，堆積床起始溫度為25℃，忽略堆積床與環(huán)境之間的換熱，計(jì)算16h內(nèi)堆積床出口空氣溫度的變化趨勢(shì)。解：根據(jù)題中所給條件，計(jì)算16h內(nèi)堆積床出口空氣溫度的變化趨勢(shì)如下圖所示：6-13保持例6-12中其他參數(shù)不變，試分析球形膠囊內(nèi)外壁面溫度差從0℃變到20℃時(shí)，石蠟完全融化所需的時(shí)間和充熱過(guò)程中球形膠囊內(nèi)的?損的變化趨勢(shì)。解:完全融化所需的時(shí)間和充熱過(guò)程中球形膠囊內(nèi)的?損的變化趨勢(shì)如下圖所示：第7章習(xí)題答案7-1簡(jiǎn)述飛輪儲(chǔ)能的構(gòu)成并說(shuō)明各組成部件的作用。答：飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)主要由飛輪轉(zhuǎn)子、軸承系統(tǒng)、電機(jī)系統(tǒng)、真空室、電能轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)等構(gòu)成。飛輪轉(zhuǎn)子是儲(chǔ)能裝置，利用轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)可以將能量以機(jī)械能的形式進(jìn)行儲(chǔ)存，并通過(guò)轉(zhuǎn)速的變化實(shí)現(xiàn)能量在動(dòng)能與電能之間的轉(zhuǎn)化；軸承系統(tǒng)的作用是支承轉(zhuǎn)子安全穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，并減小旋轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的摩擦阻力；電機(jī)系統(tǒng)集成了發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)，在儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電時(shí)實(shí)現(xiàn)電能和動(dòng)能之間的相互轉(zhuǎn)換；真空室用于維持飛輪轉(zhuǎn)子的真空環(huán)境，從而降低空氣阻力帶來(lái)的摩擦損耗，目的是實(shí)現(xiàn)能量的高效率存儲(chǔ)和釋放，并且對(duì)飛輪裝置起到保護(hù)作用；電能轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)是將輸入電能轉(zhuǎn)換為直流電供給電機(jī)，對(duì)輸出電能進(jìn)行調(diào)頻、整流后供給負(fù)載的關(guān)鍵部件，主要對(duì)充放電所需的電能進(jìn)行整流和轉(zhuǎn)換，以滿足負(fù)載所需電壓或頻率的要求。7-2什么是失超？產(chǎn)生失超現(xiàn)象的原因有哪些？失超對(duì)系統(tǒng)有哪些影響？應(yīng)該采取哪些措施？答：失超是超導(dǎo)體在運(yùn)行過(guò)程由于受到擾動(dòng)無(wú)法滿足臨界電流等條件，從而失去超導(dǎo)體的優(yōu)良導(dǎo)電特性的一種狀態(tài)。失超的原因：超導(dǎo)材料制備過(guò)程中的缺陷導(dǎo)致局部性能較差；一些擾動(dòng)如電流引線或儀器測(cè)控引線引入的熱擾動(dòng)、洛倫茲力產(chǎn)生的導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)、繞組變形、交流損耗、核輻射熱和束流輻射、磁通跳躍等可能導(dǎo)致失超；超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)持續(xù)吸收有功功率的時(shí)間較長(zhǎng)，也會(huì)使超導(dǎo)線圈中的電流密度超過(guò)臨界電流密度而導(dǎo)致失超。失超的影響：失超導(dǎo)致超導(dǎo)體大量發(fā)熱，溫度迅速上升會(huì)造成設(shè)備損壞、絕緣層破壞、甚至冷卻液氣化造成系統(tǒng)體積膨脹進(jìn)而發(fā)生破裂和爆炸等問(wèn)題。失超保護(hù)措施：失超保護(hù)措施可分為兩類：一類是將超導(dǎo)體內(nèi)的能量轉(zhuǎn)移至超導(dǎo)體外釋放，如并聯(lián)外部電阻保護(hù)與變壓器保護(hù)；二是加速超導(dǎo)體的失超，使能量消耗在超導(dǎo)體內(nèi)，如內(nèi)部分段并聯(lián)電阻保護(hù)與并聯(lián)二極管保護(hù)。7-3超級(jí)電容的“超級(jí)”體現(xiàn)在哪里？答：超導(dǎo)電容的“超級(jí)”在于：(1)超級(jí)電容器可以被視為懸浮在電解質(zhì)中的兩個(gè)無(wú)反應(yīng)活性的多孔電極板，在極板上加電，正極板吸引電解質(zhì)中的陰離子，負(fù)極板吸引陽(yáng)離子，實(shí)際上形成兩個(gè)容性存儲(chǔ)層，被分離開的陽(yáng)離子在負(fù)極板附近，陰離子在正極板附近。(2)超級(jí)電容器在分離出的電荷中存儲(chǔ)能量，用于存儲(chǔ)電荷的面積越大、分離出的電荷越密集，其電容量越大。(3)傳統(tǒng)電容器的面積是導(dǎo)體的平板面積，為了獲得較大的容量，導(dǎo)體材料卷較長(zhǎng)，有時(shí)用特殊的組織結(jié)構(gòu)來(lái)增加它的表面積。傳統(tǒng)電容器是用絕緣材料分離它的兩極板，一般為塑料薄膜、紙等，這些材料通常要求盡可能的薄。(4)超級(jí)電容器的面積是基于多孔炭材料，該材料的多孔結(jié)構(gòu)允許其面積達(dá)到2000m2/g，通過(guò)一些措施可實(shí)現(xiàn)更大的表面積。超級(jí)電容器電荷分離開的距離是由被吸引到帶電電極的電解質(zhì)離子尺(5)龐大的表面積再加上非常小的電荷分離距離使得超級(jí)電容器較傳統(tǒng)電容器而言有驚人大的靜電容量，這也是其“超級(jí)”所在。7-4雙電層電容器與贗電容器在電荷儲(chǔ)能上的差別和各自的特點(diǎn)是什么？答：差別：雙電層電容通過(guò)電極與電解液形成的界面雙電層來(lái)收藏電荷從而實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存能量的功能；贗電容器又稱法拉第準(zhǔn)電容器，其儲(chǔ)能過(guò)程涉及高度可逆的電化學(xué)反應(yīng)，具體表現(xiàn)為首先電極活性物質(zhì)在表面或體相中發(fā)生欠電位的積淀作用，再通過(guò)化學(xué)吸附或是氧化還原反應(yīng)形成電容器。特點(diǎn)：雙電層電容不涉及化學(xué)反應(yīng)，界面見(jiàn)的電壓差不宜較大，通過(guò)串聯(lián)電容器方可實(shí)現(xiàn)高電壓輸出；贗電容器具有較大的比電容值，其電容量可達(dá)雙電層電容器的10～100倍。7-5如何提高飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能量？答：提高飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)能量的方法包括：增大飛輪轉(zhuǎn)子線速度；改進(jìn)轉(zhuǎn)子材料：選擇強(qiáng)度更高的材料，復(fù)合材料的復(fù)合材料在比強(qiáng)度和使用壽命方面有著極佳的表現(xiàn)；改善轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)：采用圓環(huán)形狀制作復(fù)合材料飛輪，采用多層轉(zhuǎn)子等方式提高飛輪線速度和儲(chǔ)能密度。7-6將例7-2中超級(jí)電容的有效表面積減少為2000m2/g答：利用電容計(jì)算公式（7-7）和電容儲(chǔ)能公式（7-8）代入計(jì)算即可。電容值為：C=儲(chǔ)存能量為：E=7-7若一個(gè)直徑為10m的飛輪，其質(zhì)量為100噸，轉(zhuǎn)速為6000r/min，試求理論上飛輪儲(chǔ)能可存儲(chǔ)的能量。答：將數(shù)據(jù)代入飛輪儲(chǔ)能的動(dòng)能計(jì)算公式（7-2）即可。飛輪轉(zhuǎn)子的線速度：v=ωr=2πfr=飛輪轉(zhuǎn)子儲(chǔ)存的能量：E第8章習(xí)題答案8-1請(qǐng)簡(jiǎn)述儲(chǔ)能成組、集成技術(shù)的概念。答：成組技術(shù)：電池成組技術(shù)將電池單體通過(guò)成組方式組合成比電池單體能量等級(jí)更高的電池模組，是大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。儲(chǔ)能電池模組的成組方式主要有三種：直接串聯(lián)、先串后并和先并后串。集成技術(shù)：與成組技術(shù)類似，集成技術(shù)是將電池模組整合成儲(chǔ)能電站的技術(shù)。電池模組通過(guò)串并聯(lián)的方式進(jìn)行組合后與儲(chǔ)能變流器（PCS）連接，將直流電變?yōu)榻涣麟?，再通過(guò)升壓變壓器提高電壓等級(jí)，進(jìn)而匯聚成儲(chǔ)能電站。8-2請(qǐng)簡(jiǎn)述儲(chǔ)能平抑新能源出力波動(dòng)、跟蹤計(jì)劃出力、削峰填谷和調(diào)頻控制的原理。答：平抑新能源出力波動(dòng)：風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站等新能源發(fā)電站的出力具有較大的波動(dòng)性，其并網(wǎng)發(fā)電后會(huì)引發(fā)電網(wǎng)出現(xiàn)電力平衡等一系列問(wèn)題。為了平抑新能源出力的波動(dòng)，可在電網(wǎng)配置一定容量的儲(chǔ)能，通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電調(diào)節(jié)，減小新能源的出力波動(dòng)；跟蹤計(jì)劃出力：考慮到了新能源場(chǎng)站的隨機(jī)間歇性，儲(chǔ)能電站通過(guò)跟蹤控制補(bǔ)償新能源場(chǎng)站實(shí)際功率與發(fā)電計(jì)劃的差值，以滿足運(yùn)行調(diào)度要求；削峰填谷：在電力負(fù)荷處于低谷期時(shí)，電網(wǎng)向儲(chǔ)能系統(tǒng)充電；在電力負(fù)荷處于高峰期時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)向電網(wǎng)放電；調(diào)頻控制：發(fā)電機(jī)運(yùn)行如遇負(fù)荷突增情況時(shí)，根據(jù)發(fā)電機(jī)及負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)特性，在儲(chǔ)能電站、傳統(tǒng)機(jī)組以及綜合負(fù)荷的共同作用下，使系統(tǒng)達(dá)到新的穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)。8-3請(qǐng)簡(jiǎn)述多儲(chǔ)能單元間功率分配策略的原理。答：在對(duì)儲(chǔ)能電站內(nèi)部的各個(gè)儲(chǔ)能單元進(jìn)行功率分配時(shí)，需要考慮每個(gè)儲(chǔ)能單元的容量、電池荷電狀態(tài)（SOC）、待充放電功率等因素的影響。在各儲(chǔ)能單元的荷電狀態(tài)、額定功率和容量均相同的情況下，可以采用均分法對(duì)每個(gè)儲(chǔ)能單元的充放電功率進(jìn)行分配；在各儲(chǔ)能單元的額定功率和容量不同時(shí)，可以采用比例法對(duì)每個(gè)儲(chǔ)能單元的充放電功率進(jìn)行分配；在各儲(chǔ)能單元的荷電狀態(tài)不同時(shí)，應(yīng)以它們的SOC為約束條件進(jìn)行功率分配。8-4一臺(tái)120KVA不間斷電源共有32節(jié)12V238Ah串聯(lián)的蓄電池，若將其以20%的負(fù)載率放電30分鐘后，試問(wèn)該不間斷電源剩余容量占比。答：實(shí)際負(fù)載為：120×20%=24KW；輸出電壓為：32×12=384V；不間斷電源輸出時(shí)間：384×238÷24000=3.8h；供電30分鐘所占輸出時(shí)間比例：30÷60÷3.8≈13%；剩余容量占比：1-13%=87%。8-5假設(shè)某地區(qū)建設(shè)26MW/52MWh儲(chǔ)能電站,考慮到經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、安全等因素，采用電壓為：3.2V，標(biāo)稱容量為344Ah的單體電池進(jìn)行集成，已知12個(gè)單體電池串聯(lián)組成電池模塊，20個(gè)電池模塊串聯(lián)組成電池包，4個(gè)電池包并聯(lián)組成儲(chǔ)能單元，52個(gè)儲(chǔ)能單元并聯(lián)構(gòu)成該儲(chǔ)能電站。試推導(dǎo)電池模塊、電池包、儲(chǔ)能單元、儲(chǔ)能電站的電壓、容量組成情況。答：對(duì)于每個(gè)電池模組：由題意得，每12個(gè)電池單體串聯(lián)，構(gòu)成一個(gè)電池模組，則電池模組的電壓等級(jí)為：3.2×12=38.4V；電池模組的容量為：38.4×344÷1000=13.2096KWh；對(duì)于每個(gè)電池包：由題意得，每20個(gè)電池模組串聯(lián)，構(gòu)成一個(gè)電池包，則每個(gè)電池包的電壓等級(jí)為：12×3.2×20=768V；每個(gè)電池包的容量為：768×344÷1000=264.192KWh；對(duì)于每個(gè)儲(chǔ)能單元：由題意得，每4個(gè)電池單包并聯(lián)，構(gòu)成一個(gè)儲(chǔ)能單元，則儲(chǔ)能單元的電壓等級(jí)為：12×3.2×20=768V；儲(chǔ)能單元的容量為：768×344×4÷1000＝1056.768KWh≈1MWh；對(duì)于儲(chǔ)能電站：由題意得，每2個(gè)儲(chǔ)能單元放置在一間電池室內(nèi)，儲(chǔ)能電站由26個(gè)電池室內(nèi)的儲(chǔ)能單元通過(guò)并聯(lián)方式組成，則儲(chǔ)能電站的電壓等級(jí)為：12×3.2×20=768V；儲(chǔ)能電站的容量約為：1MWh×2×26=52MWh；8-6假設(shè)某儲(chǔ)能電站額定功率為500kW，包含U1、U2、U3、U4共4個(gè)儲(chǔ)能單元。該電站在某時(shí)刻接收到調(diào)度指令為200kW。試分別計(jì)算：（1）各儲(chǔ)能單元的額定功率值相等，且此時(shí)各單元SOC值相等，求U1~U4各自分配的功率值；（2）各儲(chǔ)能單元U1、U2、U3、U4的額定功率值不等，已知U1、U2的額定功率分別為75kW、175kW，U4分配的功率指令值為20kW，求U3、U4的額定功率以及U1~U4各自分配的功率值。答：（1）各儲(chǔ)能單元的荷電狀態(tài)、額定功率均相同時(shí)由題意得：儲(chǔ)能單元U1分配的功率為：P1=200同上，儲(chǔ)能單元U2、U3和U4分配的功率均為50kW。（2）各儲(chǔ)能單元的荷電狀態(tài)相同，額定功率不同時(shí)由題意得：儲(chǔ)能單元U4的額定功率為：P4=20×5儲(chǔ)能單元U3的額定功率為：P3=500?75?175?50=200k儲(chǔ)能單元U1在200kW調(diào)度指令下的分配功率為：P1=75÷5儲(chǔ)能單元U2在200kW調(diào)度指令下的分配功率為：P2=175÷5儲(chǔ)能單元U3在200kW調(diào)度指令下的分配功率為：P3=200÷5第9章習(xí)題答案9-1在儲(chǔ)能投資方案評(píng)價(jià)和選擇中，只要方案的內(nèi)部收益率大于基準(zhǔn)貼現(xiàn)率，方案就是可取的，這個(gè)結(jié)論對(duì)嗎？為什么?答：不對(duì)。在一般情況下，各種方法具有一致的結(jié)論，但當(dāng)項(xiàng)目方案的計(jì)算期不同或項(xiàng)目方案原始投資規(guī)模不同時(shí)，分別使用凈現(xiàn)值法、內(nèi)部收益率法和凈現(xiàn)值率法，其結(jié)論可能會(huì)不一致。因此在應(yīng)用評(píng)價(jià)方法對(duì)方案進(jìn)行比選時(shí)，不僅要注意保持各個(gè)方案的可比性，而且要注意選用恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)依據(jù)。9-2某儲(chǔ)能項(xiàng)目的計(jì)算期為10年，經(jīng)計(jì)算其內(nèi)部收益率恰好等于基準(zhǔn)收益率，問(wèn)該方案的凈現(xiàn)值和動(dòng)態(tài)回收期各為多少？為什么？答：結(jié)合公式(9-13)和公式(9-14)：NPVi=0可得凈現(xiàn)值NPVi0=0，動(dòng)態(tài)回收期為19-3簡(jiǎn)述儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的應(yīng)用情況。答：在發(fā)電側(cè)，儲(chǔ)能主要有兩種應(yīng)用情景：一是與火電聯(lián)合運(yùn)行，二是與可再生能源聯(lián)合運(yùn)行。將儲(chǔ)能與火力發(fā)電聯(lián)合運(yùn)行，作用如下：1）提高火電機(jī)組的靈活性不足的短板，“火儲(chǔ)”作為整體參與調(diào)峰、調(diào)頻服務(wù)；2）避免火電機(jī)組的頻繁啟停，減少機(jī)組損耗并降低其維護(hù)成本；3）增加系統(tǒng)在高峰時(shí)刻的供電能力，延緩新建電廠甚至避免新建電廠。儲(chǔ)能與可再生能源聯(lián)合運(yùn)行，作用如下：1）使原本難以控制的可再生能源發(fā)電出力可控，進(jìn)而提高可再生能源的消納率；2）作為整體參與調(diào)峰、調(diào)頻等輔助服務(wù)，獲取額外收益；3）可減少可再生能源場(chǎng)站所需備用容量，并節(jié)省并網(wǎng)通道建設(shè)投入。在電網(wǎng)側(cè)配置儲(chǔ)能，作用如下：1）在動(dòng)態(tài)逆變器等外部設(shè)備的輔助下，可以調(diào)整線路的無(wú)功功率，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償；2）儲(chǔ)能可以雙向調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功率，提高系統(tǒng)的調(diào)峰、調(diào)頻能力；3）可以優(yōu)化系統(tǒng)潮流，降低調(diào)度周期內(nèi)的電網(wǎng)損耗；4）在故障情況下，儲(chǔ)能可以提供無(wú)功電壓支撐，并作為事故后備電源，全面提高電網(wǎng)的可靠性。在負(fù)荷側(cè)配置儲(chǔ)能，作用如下：1）可以利用儲(chǔ)能的“低儲(chǔ)高發(fā)”性能降低整體用電成本；2）可以減小用戶用電功率的最高值，進(jìn)而降低容量費(fèi)用；3）安裝了儲(chǔ)能的用戶，在發(fā)生停電故障期間，仍可利用儲(chǔ)能進(jìn)行電力供應(yīng)，提高供電可靠性；4）可以在短期故障的情況下保持電能質(zhì)量，減少電壓波動(dòng)、頻率波動(dòng)、功率因數(shù)、諧波以及秒級(jí)到分鐘級(jí)的負(fù)荷擾動(dòng)等對(duì)電能質(zhì)量的影響。9-4火儲(chǔ)聯(lián)合調(diào)頻系統(tǒng)中，儲(chǔ)能是如何輔助火電機(jī)組進(jìn)行調(diào)頻的？可以獲得哪些方面的效益？答：儲(chǔ)能系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快、控制精度高、運(yùn)行效率高的特點(diǎn)。通過(guò)充放電控制，可以削減電力系統(tǒng)的有功功率不平衡或區(qū)域控制偏差，從而參與一次調(diào)頻和二次調(diào)頻。獲得的收益主要是調(diào)頻補(bǔ)助收益。9-5儲(chǔ)能與新能源聯(lián)合運(yùn)行可以發(fā)揮哪些方面的作用？如何發(fā)揮這些作用？答：由于可再生能源具有較強(qiáng)的間歇性、波動(dòng)性和隨機(jī)性，其并網(wǎng)消納困難，并可能引發(fā)一系列安全、穩(wěn)定問(wèn)題。通過(guò)儲(chǔ)能與可再生能源聯(lián)合運(yùn)行，可以使原本難以控制的可再生能源發(fā)電出力可控，進(jìn)而提高可再生能源的消納率。此外，儲(chǔ)能與可再生能源聯(lián)合運(yùn)行時(shí)，也可以作為整體參與調(diào)峰、調(diào)頻等輔助服務(wù)，獲取額外收益。同時(shí)，在可再生能源側(cè)裝設(shè)儲(chǔ)能系統(tǒng)后，由于其可控性增強(qiáng)，還可減少可再生能源場(chǎng)站所需備用容量，并節(jié)省并網(wǎng)通道建設(shè)投入。9-6結(jié)合對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)的認(rèn)識(shí)，簡(jiǎn)要分析電源側(cè)儲(chǔ)能、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能和用戶側(cè)儲(chǔ)能的市場(chǎng)應(yīng)用前景。答：在發(fā)電側(cè)方面，儲(chǔ)能的投運(yùn)可以提高機(jī)組的運(yùn)行靈活性、調(diào)度經(jīng)濟(jì)性、參與調(diào)峰調(diào)頻等輔助服務(wù)，已得到了廣泛的應(yīng)用，全球有近20個(gè)國(guó)家在建或投運(yùn)了超過(guò)兩百項(xiàng)兆瓦級(jí)儲(chǔ)能調(diào)頻項(xiàng)目。然而其缺陷在于：1）儲(chǔ)能項(xiàng)目布點(diǎn)位置不合理、容量配置過(guò)大；2）輔助服務(wù)購(gòu)買和付費(fèi)機(jī)制尚未完善，聯(lián)合調(diào)頻項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性不佳等。未來(lái)需要在電源側(cè)儲(chǔ)能的容量?jī)?yōu)化配比、健全輔助服務(wù)相關(guān)機(jī)制等方面進(jìn)行優(yōu)化，保障儲(chǔ)能項(xiàng)目高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在電網(wǎng)側(cè)方面，大功率儲(chǔ)能能夠?yàn)殡娋W(wǎng)提供頻率調(diào)節(jié)、電壓控制、振蕩阻尼、電壓穿越等服務(wù)。在能源互聯(lián)網(wǎng)框架下，儲(chǔ)能成為構(gòu)建智能電網(wǎng)的關(guān)鍵部件。然而，電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能才剛剛起步，容量占比較低。此外，儲(chǔ)能接入勢(shì)必導(dǎo)致大量電力電子元件并入電網(wǎng)，引起母線電壓波動(dòng)和畸變，造成諧波污染，增加次/超同步振蕩發(fā)生概率。如何與電網(wǎng)的友好深入融合、實(shí)現(xiàn)多能協(xié)同是電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的重要發(fā)展方向。在用戶側(cè)方面，儲(chǔ)能發(fā)揮的作用主要包括：峰谷套利、需量電費(fèi)管理、需求側(cè)管理、提高分布式光伏自用率、參與調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù)等。用戶側(cè)儲(chǔ)能的應(yīng)用價(jià)值居“源網(wǎng)荷”三側(cè)之首。然而，目前用戶側(cè)儲(chǔ)能存在的問(wèn)題是：成本昂貴、利用率低、投資回收期長(zhǎng)?；诠蚕斫?jīng)濟(jì)模式，開發(fā)一種多用戶多儲(chǔ)能系統(tǒng)的共享模式，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化及管理，是用戶側(cè)儲(chǔ)能市場(chǎng)化發(fā)展的方向。9-7簡(jiǎn)述動(dòng)力電池梯次利用的步驟。答：退役電池梯次利用主要包括以下步驟：(1)回收：廢舊退役動(dòng)力電池回收。(2)拆解：無(wú)損拆解回收的退役電池組，獲得單體電池。(3)篩選、檢測(cè)：實(shí)驗(yàn)檢測(cè)單體電池的外特性，從中篩選出滿足外特性技術(shù)指標(biāo)的可用的單體電池。(4)成組：對(duì)篩選出的單體電池配對(duì)，重組成電池組。(5)集成：系統(tǒng)集成、運(yùn)維等。9-8簡(jiǎn)述動(dòng)力電池梯次利用的檢測(cè)流程以及每個(gè)流程中的檢測(cè)指標(biāo)。答：退役電池的檢測(cè)流程主要包括電池初檢、關(guān)鍵電性能全檢及分組抽樣性能測(cè)試這3步。(1)電池性狀初檢：對(duì)所有退役汽車電池進(jìn)行全檢，目視電池外觀，用電壓表測(cè)試電池電壓、用內(nèi)阻測(cè)試儀檢測(cè)電池內(nèi)阻，淘汰部件不完整、外殼嚴(yán)重變形、漏液、外觀不良、內(nèi)阻過(guò)高、脹氣、低（零）電壓等電池。(2)關(guān)鍵電性能全檢：檢測(cè)所有梯次利用電池的容量、能量、內(nèi)阻與自放電性能。綜合考慮下游應(yīng)用的性能需求、成本投入和收益情況，有針對(duì)性地為上述指標(biāo)設(shè)定分類閾值，淘汰容量過(guò)低、內(nèi)阻過(guò)高、自放電率過(guò)高的電池，從而保證梯次利用的經(jīng)濟(jì)性，再基于一定的一致性判據(jù)對(duì)電池進(jìn)行分組。(3)電池分組抽檢：對(duì)各分組電池進(jìn)行抽樣，由于采用抽檢，所以可以利用稍復(fù)雜的技術(shù)手段。淘汰循環(huán)壽命低、工況適應(yīng)性差、安全試驗(yàn)不合格及內(nèi)特性檢驗(yàn)中具有明顯安全隱患的各電池分組。9-9某一儲(chǔ)能項(xiàng)目初始投資為800萬(wàn)元，在第一年年末現(xiàn)金流入為200萬(wàn)元，第二年年末現(xiàn)金流入為300萬(wàn)元，第3、4年年末現(xiàn)金流入均為400萬(wàn)元。請(qǐng)計(jì)算該儲(chǔ)能項(xiàng)目的凈現(xiàn)值、內(nèi)部收益率和動(dòng)態(tài)投資回收期（i0=10%）。答：現(xiàn)金流量表：年份01234現(xiàn)金流量/萬(wàn)-800200300400400NPV=-800+200(P/F,10%,1)+300(P/F,10%,2)+400(P/F,10%,2)(P/A,10%,2)=203.47（萬(wàn)元）9-10若建立一個(gè)9MW/4.5MWh的磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能電站輔助火電廠調(diào)頻，初始投資成本約為2500萬(wàn)元，電網(wǎng)向火電廠調(diào)頻提供補(bǔ)償為5元/MW，典型日AGC指令統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表9-18，調(diào)頻性能指標(biāo)見(jiàn)表9-19。忽略運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的其他成本且僅考慮電源側(cè)儲(chǔ)能電池的調(diào)頻效益，試求：(1)首年儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)頻帶來(lái)的收益有多大；(2)若從第二年開始每年的調(diào)頻效益下降2%，試求投資該儲(chǔ)能系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)回收期。