先进抽水压缩空气复合储能技术

储能技术的创新突破成为带动全球能源格局革命性、颠覆性调整的必经之路,是实现“碳中和、碳达峰”目标的重要举措。为此,西安交通大学“先进物理储能技术”研究团队创新性地发明了新型抽水压缩空气复合储能技术。该技术采用空气和水作为混合工作介质,利用水力机械设备和空气透平作为系统的复合做功设备,实现储能介质高效等温压缩/膨胀。相比于传统压缩空气储能技术,新型气液复合空气储能技术具有响应快、效率高、投资成本低等优点。团队通过10余年的攻关研究,完成了关键设备与储能系统的性能表征、时域特性研究、流体机械关键共性技术集中攻关、空气储能技术全寿命周期性能评估软件的研发及应用,研究成果可为气液复合压缩空气储能技术的规模化推广应用提供坚实的理论与数据支撑。

基于盐穴储气的先进绝热压缩空气储能技术及应用前景

大规模压缩空气储能技术是实现电网削峰填谷,解决风电、光伏等波动性新能源并网消纳问题的有效手段。以高压容器为主的储气模式建设成本较高,限制了其装机容量和推广应用。盐穴储气具有建设成本低、占地面积小、技术成熟、密封性好、储气压力高、安全稳定等优点,可以满足大规模先进绝热压缩空气储能的储气技术需求。文章首先介绍了盐穴储气技术的特点,进一步结合江苏金坛压缩空气储能国家示范项目,阐述了基于盐穴储气的先进绝热压缩空气储能系统(salt cavern advanced adiabatic compressed air energy storage,SC-AA-CAES)的工作原理,分析了系统的关键技术问题。最后,针对未来智能电网发展趋势,探讨了盐穴压缩空气储能技术的应用前景。

先进绝热压缩空气储能技术研究进展及展望

作为一种清洁物理储能技术，先进绝热压缩空气储能（advanced adiabatic compressed air energy storage system，AA-CAES）具有优良的辅助服务特性、多能联供联储能力，可为清洁能源的高效消纳注入新活力。该文直面AA-CAES技术在智能电网和综合能源系统的应用，在分析AA-CAES电站优良的动态特性的基础上，梳理AA-CAES电站建模、能效提升、运行规划及市场运营等方面的研究现状，指出当前研究瓶颈，明确后期应用研究的重点。希望能为智能电网和综合能源系统的AA-CAES技术相关研究提供参考，指导其应用推广。

压缩空气储能技术研究

压缩空气储能技术是大规模储能的有效解决方案,能够解决新能源发电的间歇性和波动性问题。该技术将剩余电力转换为压缩空气形式储存,待需要时释放压缩空气以驱动涡轮机发电。研究综述了压缩空气储能系统的基本原理、主要类型、核心部件和关键技术,并分析了技术的优势、劣势及发展动向。

基于压缩空气储能技术的电力系统性能优化设计研究

压缩空气储能技术作为一种高效的能量存储解决方案,为解决可再生能源发电的间歇性和不稳定性提供了新的思路。电力系统性能评价指标主要围绕系统的可靠性、稳定性、经济性和环境影响进行,而电力系统的基本组成包括发电、传输、分配和用电等环节,以提高其对可再生能源的适应能力,增强电力系统的稳定性,并优化系统的运行效率。本文探讨了压缩空气储能(CAES)系统与可再生能源集成的策略,以及如何通过优化CAES系统的运行来提升电力系统的稳定性和整体性能。通过系统测试验证,本文提出了基于压缩空气储能技术的电力系统性能优化设计方案,为促进可再生能源的广泛应用提供了科学依据和实践指南。

压缩空气储能技术的研究与应用

本文深入研究并分析压缩空气储能技术的复杂性及其在社会经济层面的综合影响,通过综合考量技术的社会效益、经济成本以及可持续发展方面将全面探讨该技术在未来能源领域的发展潜力,在此过程中采用了多元的分析方法涵盖了从技术特点到问题存在再到优化解决方案的全面层面以期为压缩空气储能技术的全面优化提供更为深刻的理解。

压缩空气储能技术在电力系统中的应用

文章深入研究了压缩空气储能技术在电力系统中的应用,并分析了其原理、关键组件及系统架构.通过探讨压缩空气储能技术与可再生能源的协同作用,以及在电力系统调度和运行优化中的应用,揭示了该技术在提高电力系统可靠性和可持续性方面的潜在优势.同时,特别关注了温度与能量损失管理、储气罐的安全性与可靠性等关键问题,以期为推动压缩空气储能技术在电力系统中的广泛应用提供理论支持和实践指导.

考虑多热源协同互补的含先进绝热压缩空气储能系统容量配置方法

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。

面向工程应用的先进绝热压缩空气储能模型及先进㶲分析

先进绝热压缩空气储能(advanced adiabatic compressed air energy storage system,AA-CAES)仿真建模及分析是其工程实践的基础。然而,目前模型一般基于理想工况建立,分析结果与实际工况相偏差较大,无法指导工程应用。为此,在传统热力学模型基础上,考虑了空气流动阻力损失和能量转换设备损耗等因素,建立了面向工程应用的AA-CAES模型并以200MW盐穴AA-CAES系统为例进行了分析。同时,对系统效率分析方法进行改进并对其进行了先进㶲分析。结果表明,空气管道㶲损失占总㶲损失比例接近7%,能量转换设备损耗导致电-电效率比轴功效率低5%,二者对系统性能影响较大,在进行工程设计时不可以忽略。系统各部件可避免㶲损失占比均较大,表明系统具有较大的性能提升潜力。各部件㶲损失为其内部㶲损失,与其他部件是否工作在最佳状态关系不大。

基于最优动态功率补偿的先进绝热压缩空气储能一次调频控制策略

随着大规模新能源接入电网,新型电力系统“低惯量、弱支撑”特征凸显,电网频率调节资源日益稀缺,系统频率稳定问题愈发严峻。先进绝热压缩空气储能(advanced adiabatic compressed air energy storage,AA-CAES)具有容量大、寿命长等优势而受到广泛关注,但由于其储能和释能过程涉及气-热动态耦合过程,调频特性较为复杂,调频潜力还有待挖掘。因此,首先建立AA-CAES系统全工况动态仿真模型,进而基于期望频率动态曲线设计AA-CAES系统调频传递函数,优化目标传递函数关键参数,实现AA-CAES最小动态功率补偿下满足系统频率调节需求。最后通过仿真实验,验证了所提控制策略可优化AA-CAES调频容量的同时减小系统的稳态频率偏差与频率超调量,显著改善频率响应特性,为建设电网友好型AA-CAES电站提供技术支撑。

先进绝热压缩空气储能系统储能阶段建模仿真和动态分析

能源和环境问题日益突出,可再生能源快速发展,其存在的间歇性是制约其发展的关键性问题之一。先进绝热压缩空气储能系统(AA-CAES)是解决可再生能源间歇性的有效方法。建立了AA-CAES储能阶段的数学模型并进行了能量守恒、平衡、各部件关键参数的动态分析和敏感性分析。结果表明,提出的数学模型遵循能量平衡和守恒定律;压缩机的损失大于换热器;能量和分别主要储存在导热油和高压空气中;压缩机运行工况与设计的偏差使储能阶段效率变低;空气流速和第一级透平入口温度对运行时间的影响大于储气温度、绝热效率和储气质量。本文研究为根据实际需求调节参数和优化储能系统提供参考。

压缩空气储能技术发展现状与应用前景

压缩空气储能(Compressed-Air Energy Storage,CAES)能实现电网削峰填谷,合理使用可再生能源。文章简要介绍了各种储能技术的优缺点,阐述了CAES的基本原理和技术分类。总结了国内外CAES的发展现状与研究进展,指出了目前CAES所面临的严峻挑战。最后针对能源应用的发展趋势,展望了CAES在未来智能电网与风电并网中的应用前景。

基于先进绝热压缩空气储能站的电-热综合能源系统优化运行方法

为加强先进绝热压缩空气储能(Advanced Adiabatic Compressed Air Energy Storage,AA-CAES)与综合能源系统(Integrated Energy Systems,IES)的多能互补协同,提高系统运行效率,文中提出了一种含AA-CAES能源站的电-热综合能源系统优化运行方法。构建了含AA-CAES能源站的IES基本调度架构,详细分析了AA-CAES装置在压缩和膨胀工况下的储热、换热及供热等特性,建立了AA-CAES电热联供联储运行模型;基于热网管道传热延迟和损耗等动态特性,建立了考虑供热网储热惯性的热网方程;在此基础上,考虑了用户侧可调度资源,提出了计及综合需求响应的含AA-CAES能源站的IES日前优化运行模型;在修改的IEEE 33节点配电网和巴厘岛32节点区域供热网进行算例分析。仿真结果表明,所提方法可有效降低IES运行成本,提高IES可再生能源消纳能力。

基于先进绝热压缩空气储能的冷热电联供系统性能分析

近年来,先进绝热压缩空气储能(Advanced adiabatic compressed air energy storage,AA-CAES)得到了学术界及工业界的广泛关注,并可与制冷和制热系统耦合,以同时输出电力、冷量以及热量。然而,该系统需要额外的制冷和制热设备,系统复杂且成本较高。对此,文章提出了基于AA-CAES,通过控制透平出口温度和压力,得到冷空气以直接进行供冷,同时利用多余的储热水以间接进行生活热水供应,从而实现系统的冷热电联供。为了分析冷热电联供系统性能,文章建立了相应的热力模型,并在给定工况下计算了系统参数。结果表明,相比AA-CAES发电系统,AA-CAES冷热电联供系统总发电量减少了28.57 MWh,但得到了31.64 MWh的总供冷量和65.50 MWh的总供热量,系统能源利用率(Energy efficiency ratio,EER)提升至70.31%,实现了系统能源利用率的进一步提高。此外,系统关键参数的分析表明,压缩机出口温度和储气库最低压力对系统影响程度更大,随着压缩机出口温度的增大,EER从24.41%增大至75.25%,变化曲线逐渐由陡变缓;而储气库最低压力每升高1 MPa,EER增大2.37%。

压缩空气储能技术最新研究进展

比较了各类常见的大型储能方式,介绍了压缩空气储能技术的分类和原理。从三个方面对国内外的研究现状进行了总结,包括系统的改进,建模方法和分析方法的优化,同时还总结了压缩空气储能系统的应用方向。提出了对于压缩空气储能技术未来研究和发展趋势的预测。

浅谈我国压缩空气储能技术发展及应用

压缩空气储能技术是未来最有发展潜力的储能技术之一,以其建设周期短、配置灵活、响应速度快、寿命长、可靠性高等优势逐渐得到广泛的认可。压缩空气储能在我国发展迅速,其多项技术已走在世界前列。详细介绍了几种典型的压缩空气储能技术及其在我国的应用现状,并对压缩空气储能技术的优势和劣势进行了详细分析,提出针对性的解决方案。

深冷液化压缩空气储能技术解读

深冷液化空气储能技术,是将电能转化为液态空气的内能以实现能量存储的技术。储能时,电能将空气压缩、冷却并液化,同时存储该过程中释放的热能,用于释能时加热空气：释能时,液态空气被加压、气化,推动轮机发电,同时存储该过程的冷能,用于储能时冷却空气。

先进压缩空气储能系统

本文主要介绍了先进压缩空气储能系统,首先对传统的压缩空气储能系统进行了全面的分析,分析了压缩空气储能系统的发展历史及工作原理,然后详细的介绍了先进压缩空气储能系统的工作原理及其运行中的优势,最后通过与其他储能技术的对比分析了先进压缩空气储能系统的先进性与竞争优势,以期促进我国压缩空气储能系统的进一步发展。

恒壁温储气模型下先进绝热压缩空气储能系统性能分析

为更准确地计算先进绝热压缩空气储能系统的性能参数并探究循环过程中储气室内温度、压力变化情况,基于热力学第一定律与理想气体方程,提出更切合实际的恒壁温储气模型,构建整个储能系统热力学模型。基于此模型,在给定的空气压缩机与透平功率下,对系统性能进行了计算;分析了储气压比、储释能间隔时间等参数对系统性能的影响;直观地揭示了循环过程中储气室内温度、压力随时间变化情况。结果表明:等幅增大储气压比与降低储气压比差可提高系统循环效率,只提高最大储气压比会使效率下降;随对流换热系数增大,压缩功增大,膨胀功与循环效率出现"拐点";储释能间隔时间增大会降低系统效率,当对流换热系数较小时,对该时间的选择还应考虑储气参数的循环稳定性。

基于改进粒子群优化算法的先进绝热压缩空气储能系统参数优化

压缩空气储能技术是一种高效、环保的大规模储能技术,在可再生能源并网和电网调峰领域有广泛应用。为了提高压缩空气储能系统的储能效率,对系统建立了热力学模型,研究了系统运行参数对系统性能的影响,并采用改进粒子群算法对多个运行参数进行优化。研究结果表明:随着储气室最低压力的升高,储能效率先升高后降低,储气过程压力升高幅度和储气室对流换热系数的增大会使储能效率降低;通过改进粒子群优化算法,储能效率最高可以达到0.699 45;优化算法具有较好的全局收敛性和较高的精确度。