抽水蓄能和新型储能是实现碳达峰碳中和,支撑以新能源为主体新型电力系统的重要技术和基础装备。压缩空气储能(compressed air energy storage, CAES)是一种利用压缩空气作为介质来储存能量和发电的技术,是目前除抽水蓄能以外规模最大...抽水蓄能和新型储能是实现碳达峰碳中和,支撑以新能源为主体新型电力系统的重要技术和基础装备。压缩空气储能(compressed air energy storage, CAES)是一种利用压缩空气作为介质来储存能量和发电的技术,是目前除抽水蓄能以外规模最大的物理储能方式,而硬岩浅埋型人工储气洞库选址灵活,具有规模化、商业化的发展潜力。面对我国大中型压缩空气储能电站开发建设形势和要求,结合国内外相关研究和工程实践经验,本文提出了硬岩条件下浅埋人工储气洞库整体稳定、局部稳定、循环稳定和密封层稳定的工程设计基本理念,总结提炼了洞库选址及地质勘探要求、埋深设计、储气库布置、结构设计、密封系统设计等方法,为压缩空气储能电站浅埋人工储气洞库设计提供借鉴和参考。展开更多
先进绝热压缩空气储能(advanced adiabatic compressed air energy storage,AA-CAES)具备天然的热电联供特性,能够有效缓解供热期出现的弃风问题。若能在规划阶段充分考虑运行需求,进而合理地配置储能容量,则能够在解决弃风问题的前提下...先进绝热压缩空气储能(advanced adiabatic compressed air energy storage,AA-CAES)具备天然的热电联供特性,能够有效缓解供热期出现的弃风问题。若能在规划阶段充分考虑运行需求,进而合理地配置储能容量,则能够在解决弃风问题的前提下,最大程度对燃煤机组进行清洁替代。为此,该文提出了多热源协同互补的AA-CAES系统容量配置模型。首先本模型在能量输入端引入电锅炉预热压缩机入口空气,以增大压缩机输气系数并提高机组产热量;其次在扩展热源端,通过太阳能反射镜场收集光热,以提高系统储热水平;并在计及储能系统各模块实际运行效率约束之余,以运行总成本最小为目标,计算储能容量配置最优解。再次,分析供热时长及环境温度等因素对投资成本回收年限的影响,并计算不同情况下本模型投资成本的回收年限,得出建设本模型可盈利的硬性条件;最后,基于东北某地区供热期及非供热期典型日负荷及气象数据在IEEE-39节点系统完成算例分析,验证所提模型有效性。展开更多
【目的】明晰地下储气库的热力学过程是压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)电站安全设计与运行调度的重要基础。【方法】现有地下储气库热力学模型在计算热量交换时,存在高压储气阶段热损失偏大和低压储气库阶段补热过...【目的】明晰地下储气库的热力学过程是压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)电站安全设计与运行调度的重要基础。【方法】现有地下储气库热力学模型在计算热量交换时,存在高压储气阶段热损失偏大和低压储气库阶段补热过多的不足。本文在全面分析地下储气库热力学模型理论基础合理性的前提下,先分析储气库热量计算偏差的形成根源;再提出改进模型。【结果】研究结果表明:现有的热力学计算解析模型忽略了CAES地下储气库在运行过程中温度分布的不均匀性,这种温度分布的不均匀导致储气室洞壁与压缩空气之间的对流换热模型失真,导致温度计算结果偏差大。考虑混合对流换热的改进模型二可以较好地解决储气阶段温度计算结果与真实结果之间偏差过大的问题。算例分析证明了改进模型二的合理性。【结论】本文的改进模型二可为CAES地下储气库容积优化设计与效率分析提供计算依据。展开更多
文摘抽水蓄能和新型储能是实现碳达峰碳中和,支撑以新能源为主体新型电力系统的重要技术和基础装备。压缩空气储能(compressed air energy storage, CAES)是一种利用压缩空气作为介质来储存能量和发电的技术,是目前除抽水蓄能以外规模最大的物理储能方式,而硬岩浅埋型人工储气洞库选址灵活,具有规模化、商业化的发展潜力。面对我国大中型压缩空气储能电站开发建设形势和要求,结合国内外相关研究和工程实践经验,本文提出了硬岩条件下浅埋人工储气洞库整体稳定、局部稳定、循环稳定和密封层稳定的工程设计基本理念,总结提炼了洞库选址及地质勘探要求、埋深设计、储气库布置、结构设计、密封系统设计等方法,为压缩空气储能电站浅埋人工储气洞库设计提供借鉴和参考。
文摘先进绝热压缩空气储能(advanced adiabatic compressed air energy storage,AA-CAES)具备天然的热电联供特性,能够有效缓解供热期出现的弃风问题。若能在规划阶段充分考虑运行需求,进而合理地配置储能容量,则能够在解决弃风问题的前提下,最大程度对燃煤机组进行清洁替代。为此,该文提出了多热源协同互补的AA-CAES系统容量配置模型。首先本模型在能量输入端引入电锅炉预热压缩机入口空气,以增大压缩机输气系数并提高机组产热量;其次在扩展热源端,通过太阳能反射镜场收集光热,以提高系统储热水平;并在计及储能系统各模块实际运行效率约束之余,以运行总成本最小为目标,计算储能容量配置最优解。再次,分析供热时长及环境温度等因素对投资成本回收年限的影响,并计算不同情况下本模型投资成本的回收年限,得出建设本模型可盈利的硬性条件;最后,基于东北某地区供热期及非供热期典型日负荷及气象数据在IEEE-39节点系统完成算例分析,验证所提模型有效性。
文摘【目的】明晰地下储气库的热力学过程是压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)电站安全设计与运行调度的重要基础。【方法】现有地下储气库热力学模型在计算热量交换时,存在高压储气阶段热损失偏大和低压储气库阶段补热过多的不足。本文在全面分析地下储气库热力学模型理论基础合理性的前提下,先分析储气库热量计算偏差的形成根源;再提出改进模型。【结果】研究结果表明:现有的热力学计算解析模型忽略了CAES地下储气库在运行过程中温度分布的不均匀性,这种温度分布的不均匀导致储气室洞壁与压缩空气之间的对流换热模型失真,导致温度计算结果偏差大。考虑混合对流换热的改进模型二可以较好地解决储气阶段温度计算结果与真实结果之间偏差过大的问题。算例分析证明了改进模型二的合理性。【结论】本文的改进模型二可为CAES地下储气库容积优化设计与效率分析提供计算依据。
