太阳能作为一种清洁可再生的能源,分布广泛资源丰富,太阳能热发电系统将太阳能转化为电能,可以与储热系统相结合输出稳定可调度的电力。高温热化学储热系统能够将能量转化为化学能的形式进行存储,在一定程度上克服了太阳能辐射间歇、不稳定等缺点,可使热发电系统实现持续稳定的电力供应,对太阳能发电的利用具有重要意义。以金属氧化物作为储热介质,利用金属氧化物与氧气之间可逆的氧化还原反应实现热量的存储和释放,反应温度高,具有广阔的发展前景。本文对以Co3O4/CoO体系作为储热介质的高温热化学储热系统进行研究,实现对储热系统的建模仿真,利用COMSOL软件对储热系统内的温度分布进行数值模拟,最后实现对储热系统的温度控制。高温热化学储热以高温热空气作为传热流体和反应物质进行储热,储热过程中涉及流体流动、热传导、对流传热以及气-固化学反应等过程。通过对储热过程中的物质交换、能量交换以及Co3O4/CoO氧化还原反应的反应动力学特性的分析,建立高温热化学储热系统的机理模型。根据得到的机理模型对储热系统搭建三维仿真模型,利用基于有限元数值计算的COMSOL软件对模型进行求解。分析储热系统的工作过程,可以分为显热储热和热化学储热两个阶段,分别对高温热化学储热的两个部分进行仿真,并将模型仿真结果与文献中的实验数据进行对比分析,通过对比对仿真模型进行验证。在分析影响储热过程温度变化的因素的基础上,探究了储热反应器入口温度变化以及空气流量对储热过程以及氧化还原反应过程的影响。最后提出储热系统的温度控制方案。对太阳能热发电系统与储热系统的集成进行分析,得到储热系统的控制需求,制定控制策略,采用PID对得到的储热系统的模型进行温度控制。