综述:锂离子电池老化感知控制方法的必要性

【字体: 时间:2025年07月25日 来源:Journal of Energy Storage 8.9

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  (编辑推荐)本综述聚焦低扬程泵站逆向发电与抽水蓄能系统,通过数值模拟和动态模态分解(DMD)技术,揭示了导叶出口角度(101°-99°)与周向流速分布对出口导管水力损失的影响机制,提出优化方案使系统效率提升14.57个百分点,为旋转机械(含导叶)能效优化提供新思路。

  

Abstract
大型低扬程泵站可通过逆向运行实现抽水蓄能,而出口导管的水力损失显著影响系统效率。研究采用计算流体力学(CFD)和动态模态分解(DMD)技术,分析等径圆管与虹吸式出口导管在不同进口周向流速分布下的流场特性。结果表明,适度旋流可降低熵产,导叶出口角度从轮毂到轮缘保持101°-99°时,系统效率最高提升14.57%。

Introduction
随着风电、光伏等间歇性可再生能源并网,电网调峰需求推动抽水蓄能电站发展。中国计划2030年抽蓄装机达1.2亿千瓦,现有泵站改造为重要补充。江苏率先发布《泵站逆向发电技术规范》,其中江都三站等通过利用上下游水体实现抽蓄,社会经济效益显著。低扬程泵系统中,出口导管水力损失占比10%-20%,其优化成为研究重点。

Section snippets
Unsteady simulation of large-diameter circular pipe
通过非定常雷诺平均Navier-Stokes(URANS)方法模拟圆管湍流,对比无旋流、旋流和二次流(Dean流)的能量耗散特性。DMD分析显示,旋流模式下熵产最低,因速度与涡量对齐减少能量耗散。

DMD algorithm
动态模态分解从流场数据提取主导模态,揭示旋流衰减过程中能量再分配机制。旋流强度衰减曲线表明,适度周向流速可延缓湍动能耗散。

External characteristics
虹吸式出口导管的静压损失实验证实,导叶出口角度优化至4°-7°偏转角时,流道分离和涡流减少,旋转动能损失降低。

Conclusions
导叶出口角度与周向流速分布的协同优化可显著提升泵系统效率,该成果为含导叶旋转机械的能效设计提供量化依据。

(注:全文严格基于原文缩编,专业术语如URANS、DMD等均保留英文缩写及符号规范)

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