摘要：可再生能源固有间歇性与不稳定问题，而储能技术可以解决这一问题。对于绝热压缩空气储能系统，膨胀机入口温度较低的问题会影响释能效率，为了引入清洁的热源并提高压缩空气储能系统的效率，提出了基于压缩空气储能与地热技术耦合的冷热电联产系统，建立了该系统的数学模型并研究了关键参数如压气机与膨胀机的压比、等熵效率、膨胀机入口温度等对系统的影响。结果表明：该系统具有较高的效率，其中膨胀机与换热器是关键设备，设备效率的提升对于系统的效率以及输出功量的提升更明显。该结果为系统的工程应用提供了理论依据。
关键词：压缩空气储能；地热技术；冷热电联产；热力学分析
1 前言
随着现代社会工业化的发展，对生活品质提升的要求以及世界人口的增加，对化石燃料的需求正在飞速增长，但对化石燃料的过度消耗同时也带来了能源危机，环境污染，温室效应等等问题[1]。不会带来空气污染并且可以重复开采的诸如风能，太阳能，生物质能，太阳能等可再生能源的发展正日益受到重视[2]。但是在风能太阳能等可再生能源的开发过程中会遇到其固有的不稳定问题，而储能技术在弥补可再生能源的不足，提高系统运行稳定性方面具有很大的优势[3-5]。
电能可以被转换为多种形式的能量以储存，目前为止已经提出了很多种储能技术，包括抽水蓄能，压缩空气储能，飞轮储能，电池储能，液流储能，超级电容等，但是迄今适用于大规模储能并投入商用的只有抽水蓄能和压缩空气储能[6,7]。抽水蓄能电站需要特殊的地理条件，选址困难，建造周期长，传统的压缩空气储能系统分为储能阶段和释能阶段，在释能阶段高压气体从容器内释放出来，由于气体温度较低，需要先进入燃烧室助燃，消耗天然气资源[8]。
为了更好的提升能量的利用效率，有一些学者提出了采用压缩空气储能技术与冷热电联产的复合系统。Liu和Wang等人[9]提出了一种基于压缩空气储能技术的三联产系统，Facci等人[10]提出了一种微型三联产压缩空气储能系统，张远等人[11] 提出了一种基于绝热压缩空气储能系统的冷热电联产系统，这些联产系统因为透平入口温度不高而使透平做功能力不足，姚尔人等人[12]提出了一种压缩空气储能与内燃机技术耦合的三联产系统，使用消耗化石燃料的原动机，对环境仍然有一定污染。
作者：王启明