储热罐一维连续动态建模及最优传感器布置

One-dimensional continuous dynamic modeling of thermal storage tanks and optimal sensor placement

张怡 · 刘建帮 · 杨婷婷 · 刘进锋 等5人 · 中国电机工程学报 · 2025年8月 · Vol.45

斜温层储热罐因高平均净能量与㶲效率成为主流热储能方式。针对储放热流体流量实时变化导致工质流动方向改变、传统温度分层模型不连续的问题，采用连续光滑函数逼近表征流动方向的0-1变量，构建了沿高度方向的一维连续动态温度分层模型。基于灵敏度矩阵提出最优传感器布置策略，通过重新定义能观度指标，依据各位置对系统能观性的贡献确定最少传感器数量及最优布局。结果表明，所建模型可准确描述不同工况下的温度分层特性，且按该策略布设的传感器在相同数量下使MHE估计器的RMSE均值与方差最小，显著提升系统能观性。

解读: 该储热罐动态建模技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统的热管理优化具有重要价值。一维连续温度分层模型可应用于ST系列储能变流器的液冷系统设计，通过最优传感器布置策略减少温度监测点数量，降低BMS硬件成本。连续光滑函数处理双向流动的建模方法，可借鉴至储能系统充放电切换工况的热模型构建。基于灵敏...

通过将相变材料封装为红细胞形状提升储热罐性能的研究

Study on the performance improvement of thermal storage tank by encapsulating PCM in the shape of red blood cells

Wei Li · Zihan Gao · Shida Liu · Jing Wang 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388

摘要 能源存储因其在平衡能源供需、减少可再生能源不稳定性以及提高能源效率方面的潜力而受到越来越多的关注。相变材料（PCM）被用于增强储热罐的热性能。然而，传统的PCM应用面临传热效率低的问题。红细胞（RBC）形状的封装PCM可能克服这一缺陷。本文采用实验与数值模拟相结合的方法，对RBC形状封装PCM储热罐和球形封装PCM储热罐在蓄热与放热时间、有效放热量、温度分层、理查德森数（Richardson number）以及能量效率等方面进行了研究。结果表明，RBC形状封装PCM储热罐的平均完全熔化时间...

解读: 该红血球型相变材料封装技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。研究显示RBC型PCM相比球形封装熔化时间缩短44.73%,热传递效率显著提升,可应用于PowerTitan液冷储能系统的热管理优化。通过改进相变材料封装形态,能提升ST系列PCS温控性能,增强温度分层效果,提高能量利用率7.5%。该技术...