压缩空气储能技术研究现状与展望_李季

收稿日期:2020-04-28作者简介: 李季( 1987-) ，男，硕士，高级工程师。现主要从事电力工程咨询设计工作。压缩空气储能技术研究现状与展望李季1，黄恩和2，范仁东1，杨建明2( 1 中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司，南京 211102;2 东南大学能源与环境学院，南京 210096)摘要: 压缩空气储能技术直接应用于电力系统调频调峰、促进可再生能源并网和分布式能源等领域，不仅作为电力存储仓库，还充当着电力系统稳压器的角色。以解决压缩空气储能技术瓶颈的研究为主线，介绍了传统补燃式压缩空气储能系统的工作原理及其技术瓶颈，阐述了几种典型的新型压缩空气储能技术特点与优势，探究压缩空气储能技术未来的发展趋势。关键词: 压缩空气储能; 补燃式压缩空气储能; 蓄热式压缩空气储能; 超临界压缩空气储能分类号: TK02文献标识码: A文章编号:1001-5884( 2021) 02-0086-04Ｒesearch Status and Development Prospects of Compressed Air Energy Storage TechnologyLI Ji1，HUANG En-he2，FAN Ｒen-dong1，YANG Jian-ming2( 1 China Energy Engineering Group Jiangsu Power Design Institute Co． ，Ltd． ，Nanjing 211102，China;2 Southeast University，Nanjing 210096，China)Abstract: Compressed air energy storage technology is directly used in the fields of power system frequency and peakshaving，promoting renewable energy grid connection and distributed energy．It not only serves as a power storagewarehouse，but also acts as a power system regulator． The main line of research to solve the bottleneck of compressed airenergy storage technology is to introduce the working principle and technical bottleneck of the traditional supplementarycombustion compressed air energy storage system． The future development trend of air energy storage technology．Key words: compressed air energy storage; supplementary combustion compressed air energy storage; regenera-tive compressed air energy storage; supercritical compressed air energy storage0前言为解决全球日益恶化的能源与环境问题，近年来对可再生能源的研究与利用迅速发展［1］，但其存在间歇性和不稳定性等固有缺点，寻求可实现快速调峰和平衡电网负荷的技术成为当前研究热点［2］，储能技术是解决上述风电、太阳能等可再生能源问题的有效途径，能够实现削峰填谷和平稳输出，减小可再生能源的波动性和间歇性对电网电能质量的影响; 能够增强电网对故障的应对能力，满足用户对电能安全、可靠、高效以及优质的要求，对我国智能电网建设和未来能源转型有着重要的战略意义［3］。压缩空气储能( CompressedAir Energy Storage，简称 CAES) 技术因具有规模大、灵活性强等特点，被认为具有较大的发展潜力和应用前景［4 － 7］。目前投入商业应用的大型压缩空气储能电站仅有德国的 Huntorf电站［8］和美国的 McIntosh 电站［9］，两者均采用传统的天然气补燃方式，且实际运行效率较低，可见压缩空气储能技术的研究与发展存在巨大空间。在传统补燃式压缩空气储能系统的基础上，国内外研究相继开拓出了多种新型储能系统，如绝热式压缩空气储能系统、超临界压缩空气储能系统、等温压缩空气储能系统等［10 － 13］，旨在提高系统循环效率与经济性，目前均处于理论研究与工程示范阶段。本文主要以解决压缩空气储能技术瓶颈的研究为主线，针对目前几种典型的压缩空气储能系统进行梳理与对比分析，探究未来的发展趋势。1传统压缩空气储能技术压缩空气储能是一种间接性、大型储能技术，它在电网负荷低谷期间，通过压缩机压缩空气存储电能，并将压缩空气运输至岩石洞穴、废弃盐洞、废弃矿井或者其它压力容器中; 在电网高负荷期间，放出储气库内高压气体，经过燃烧室或换热器加热，升高至一定温度后输送...