A review on underwater compressed air energy storage

压缩空气储能技术是目前储能技术的研究热点之一。水下压缩空气储能利用水的静压特性实现压缩空气的等压存储,具有系统效率较高、受地形限制小、储能规模灵活可变的特点,尤其适合于海上风能等可再生能源的规模化存储。本文简要介绍了压缩空气储能技术的工作原理与发展,通过对比分析阐明了水下压缩空气储能所具有的优势,全面分析了水下压缩空气储能技术的研究进展,对采用柔性储能包的水下压缩空气储能技术进行了重点分析,并对水下压缩空气储能系统开发的关键技术进行了总结和展望。     

Research progress in compressed air energy storage system: A review

压缩空气储能系统通过压缩空气存储多余的电能,在需要时,将高压空气释放通过膨胀机做功发电,在电力的生产、运输和消费等领域具有广泛的用途,是目前大规模储能技术的研发热点。综述了压缩空气储能技术的研究与应用现状,包括工作原理、功能和应用情况,分析了压缩空气储能系统的类型和技术特点,并对压缩空气储能系统的关键部件和系统性能进行了分析比较,最后指出了压缩空气储能技术的发展趋势。     

压缩空气储能技术研究现状及发展趋势

[目的]压缩空气储能具有储能容量大、安全性高、寿命长、经济环保、建设周期短等优势,是未来和抽水蓄能相媲美的长时储能技术,成为未来储能重点布局的方向。在此背景下,文章通过对压缩空气储能技术现状进行综述,分析不同压缩空气储能技术的工作原理、面临挑战及解决方案,以期对压缩空气储能技术的发展提供参考。[方法]文章首先对压缩空气储能技术原理进行了介绍;对系统中的压缩机、透平膨胀机和换热器等关键设备进行了阐述,分析了大规模压缩空气储能用的关键设备;并从地面关键工艺技术和地下储气设施两个角度介绍了大规模压缩空气储能系统的常用关键技术、发展现状及工程案例;最后对压缩空气储能技术的未来发展趋势进行了分析。[结果]结果表明：蓄热式压缩空气储能是当前国内的主流技术,且高温储热成为未来压缩空气储能发展方向,也是压缩空气储能提高效率的重要途径。同时,系统关键设备和技术优化、成本降低、应用场景发展等方面尚有一定改进空间。[结论]压缩空气储能作为一种长时储能,对未来构建新型电力系统具有重要的支撑作用。     

压缩空气储能技术现状与发展趋势

在分析传统压缩空气储能（CAES）技术的工作原理和技术特点的基础上,介绍了压缩空气储能技术的发展,包括非绝热压缩空气储能技术（D-CAES）、绝热压缩空气储能技术（A-CAES）、液化空气储能技术（LAES）和超临界压缩空气储能技术（SC-CAES）等,并给出了评价不同系统性能的技术参数。以国际上第一座压缩空气储能电站——德国Huntorf电站的运行参数和相关情况为例,分析了D-CAES技术的应用情况;对压缩空气储能技术在美国及其他国家和地区的应用和发展现状进行分析。通过对比不同的压缩空气储能技术方案,分析了A-CAES、LAES、SC-CAES及LCES储能系统的先进性、竞争优势与不足,分析了未来CAES技术的发展趋势。     

一种传统压缩空气储能系统的分析

压缩空气储能技术是具有较大发展前景的大规模储能技术之一,具有广阔的发展前景。使用Aspen Plus软件以传统压缩空气储能系统为例进行流程模拟,运用分析方法对模拟结果进行热力性能分析。分析结果表明,燃烧室的损失是系统各设备损失中最大的。同时还对压缩空气储能系统各个组成部件的运行效率与储能系统的损失之间的关系进行了敏感性分析,分析结果表明,对系统效率影响最大的参数为燃烧室效率,最小的参数为膨胀透平绝热效率。     

压缩空气储能技术研究现状与展望

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.     

压缩空气储能技术及示范工程综述

压缩空气储能具有储能规模大、存储周期长、对环境污染小等优点,被认为是最有发展前景的大规模电力储能技术之一。通过对压缩空气储能种类、储气装置、压缩空气状态等技术结合国内外示范工程进行综述,分析了压缩空气储能各种技术的特点。随着可再生能源的发展,压缩空气储能具有广阔的应用前景。     

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。     

压缩空气储能示范进展及商业应用场景综述

    [目的]   近年来,储能技术及储能产业发展受到的关注度持续升温。    [方法]   在此背景下,对压缩空气储能技术及其商业应用场景进行了分析与综述。通过梳理国内致力于压缩空气储能技术示范的研究团队及其技术特点,较为全面地反映了国内压缩空气储能技术的发展方向;在此基础上,介绍了已投运数十年的德国汉特福及美国阿拉巴马州两座商业化压缩空气储能电站的配置参数及运行经验,综述了近年来国内外针对多种新型压缩空气储能技术的示范进展状况。结合压缩空气储能技术梳理、商业化储能电站回顾及新型压缩空气储能技术示范进展综述三方面的工作,可为国内压缩空气储能技术发展及国家多部委大力推动的储能行业发展提供借鉴。最后,从电源侧储能、电网侧储能及用户侧储能三类应用场景分析了压缩空气储能技术的适应性及应用潜力。    [结果]   德国及美国两座商业化压缩空气储能电站数十年的可靠运行经验,检验了压缩空气储能电站长期运行的可靠性。与此同时,国内自500 kW至10 MW等多容量规模压缩空气储能示范工程的先后投建,表明此项储能技术在国内已实现由理论研究阶段向示范验证阶段的突破。    [结论]   在当下政策环境,用户侧峰谷电价政策是较为典型的储能应用场景边界条件,在压缩空气储能技术推广中可以重点考虑。     

先进压缩空气储能系统全生命周期能耗及二氧化碳排放

先进压缩空气储能系统是一种具有广泛应用前景的储能技术,对其展开全生命周期能耗及二氧化碳排放研究,对促进储能技术发展和政策制定有指导意义。本工作以10 MW先进压缩空气储能系统为研究对象,建立了压缩空气储能系统的全生命周期模型,基于实际机组、国家标准及相关文献等对生命周期各阶段进行清单分析,获得了压缩空气储能系统的全生命周期能耗、能效及二氧化碳排放,并进行了敏感性分析。研究结果表明,系统全生命周期度电能耗和度电二氧化碳排放量分别为5.653 MJ和36.73 g,净能量效率为63.68%;运行阶段的能耗和二氧化碳排放占比最大,分别为99.16%和90.49%;系统运行效率、系统寿命及发电时间都是全生命周期二氧化碳排放的重要影响因素,而全生命周期能耗对系统运行效率的敏感性较大。     

压缩空气储能电站技术经济性分析

压缩空气储能系统被认为是最具发展前景的大规模电力储能技术之一,具有广阔发展前景。本文建立了压缩空气储能系统的技术经济性计算模型,并针对蓄热式压缩空气储能系统应用于工业用户的情景,在有无补贴的两种计算条件下,进行了技术经济性分析。研究结果表明,在无补贴条件下,系统内部收益率为16.3%,投资回收期为9.2年;计算补贴时,系统内部收益率为23.8%,投资回收期为6.2年。同时本文还对该系统进行了盈亏平衡、敏感性等不确定性分析,找出影响系统经济性的敏感因素;并得出政策扶持对提高压缩空气储能电站的财务收益水平和抗风险能力具有重要的作用。本文的研究可以为压缩空气储能系统的研究和工程应用提供理论参考和工程指导。     

Techno-economic analysis of compressed air energy storage power plant

压缩空气储能系统被认为是最具发展前景的大规模电力储能技术之一,具有广阔发展前景。本文建立了压缩空气储能系统的技术经济性计算模型,并针对蓄热式压缩空气储能系统应用于工业用户的情景,在有无补贴的两种计算条件下,进行了技术经济性分析。研究结果表明,在无补贴条件下,系统内部收益率为16.3%,投资回收期为9.2年;计算补贴时,系统内部收益率为23.8%,投资回收期为6.2年。同时本文还对该系统进行了盈亏平衡、敏感性等不确定性分析,找出影响系统经济性的敏感因素;并得出政策扶持对提高压缩空气储能电站的财务收益水平和抗风险能力具有重要的作用。本文的研究可以为压缩空气储能系统的研究和工程应用提供理论参考和工程指导。     

A review of electrical energy storage technologies for renewable power generation and smart grids

储能技术是突破可再生能源大规模开发利用瓶颈的关键技术,是智能电网的必要组成部分.在储能市场商业化雏形阶段,系统性的比较分析各类储能技术的性能特点,为未来市场发展提供筛选技术路线的框架基础至关重要.本文阐述了储能技术在可再生能源发电和智能电网中的作用,对物理储能(抽水蓄能,压缩空气储能,飞轮储能),电化学储能(二次电池,液流电池),其它化学储能(氢能,合成天然气)等储能技术进行了系统的比较与分析,最后提出储能技术的发展趋势.     

储能技术在电力系统中的研究进展

储能技术在电力系统中具有削峰填谷、一次调频、提高电网稳定性、改善电能质量、提高电网利用率、提高可再生能源的利用率等重要作用。介绍了抽水储能、飞轮储能、压缩空气储能、钠硫电池储能、锂离子电池储能、液流电池储能等典型储能技术以及各自的国内外研究动态,比较了各种储能技术的优缺点,并对储能技术在电力系统中的不同应用进行了综述。     

Technical principle of compressed air energy storage system

压缩空气储能被公认为是一种比较适合大规模系统的储能技术.本文对压缩空气储能的技术原理和发展现状进行了简要讲解,包括工作原理,工作过程,关键技术,发展现状,应用领域等.     

基于熔盐蓄热的非补燃式压缩空气储能系统研究

本文设计了一种基于三元熔盐蓄热的非补燃式压缩空气储能系统方案,分析了压缩空气储能系统采用三元熔盐作为蓄热介质替代导热油的优势,应用热力系统仿真软件建模,完成了系统整体性能核算研究,合理匹配出60MW等级的非补燃式压缩空气储能系统蓄热设备进出口参数以及三元熔盐用量。本研究可为现有压缩空气储能技术的降本提效提供参考。     

二氧化碳储能技术研究现状与发展前景北大核心CSCD

二氧化碳储能(CES)技术是基于压缩空气储能(CAES)和Brayton发电循环的一种新型物理储能技术,具有储能密度大、运行寿命长、系统设备紧凑等优势,具有较好的发展和应用前景。本文介绍了典型二氧化碳储能系统的工作原理和基本特征,指出了系统循环效率(RTE)、储能密度(ESD)的计算方式和评价效果;通过对近期相关国内外文献的讨论,结合二氧化碳储能技术的发展进程,重点梳理了二氧化碳电热储能(TE-CES)、跨临界二氧化碳储能(TC-CES)、超临界二氧化碳储能(SC-CES)、液态二氧化碳储能(LCES)和耦合其他能源系统的二氧化碳储能系统的研究进展,指出了不同系统的优势、不足及适应性应用场景;总结了二氧化碳储能的研究方向、关键技术和主要挑战,最后分析了二氧化碳储能技术在技术研发和面向多场景应用两个层面上的发展前景。综合分析表明,目前二氧化碳储能技术相关研究方兴未艾,且较多为理论研究,还需要进一步朝着系统优化设计、实验验证和产业化应用方向发展,二氧化碳储能技术有望在未来电力储能市场中获得较大发展空间。     

压缩空气储能系统储气装置研究现状与发展趋势

压缩空气储能被认为是最具发展潜力的大规模物理储能技术,储气装置作为压缩空气储能系统的关键环节,对系统高效、稳定和安全运行具有重要影响.近些年来,随着压缩空气储能技术的快速发展,储气装置的研究备受人们关注.储气装置的特点主要取决于其材料属性,因此本文根据材料不同对储气装置进行分类,并着重论述了天然地下洞穴储气、人造洞室储气、金属材料储气以及复合材料储气的应用.对比分析表明,天然地下洞穴储气规模大、成本低,但是依赖于特殊地质和地理条件,因此应积极探索具有灵活布置特性的新型储气方案.进一步地,本文阐述了不同类型储气装置当前所面临的挑战,分别探讨了储气装置精准热力学模型建立、地下洞穴储气稳定性评价以及复合材料储气结构特性研究中亟需解决的重点和难点,并对未来储气装置的发展趋势以及研究热点进行了展望和总结.旨在为压缩空气储能系统储气装置的选型和理论研究提供指导,为改善压缩空气储能系统和储气装置性能提供借鉴.     

An operation control strategy for a virtual pumped storage system based on a linear motor

储能技术是智能电网的关键技术之一，对新能源大规模并网消纳、实现"两个替代"、完成能源结构转型具有重要意义。根据热力学原理分析，等温压缩空气储能技术在理论上具有更高的效率，因此提出了基于等温压缩空气储能原理的虚拟抽水蓄能系统，以及适用于该系统稳定运行的恒功率运行控制策略和适用于电力系统对储能电站功率可调控需求的功率调整运行控制策略，采用基于SVPWM的磁场定向矢量控制方法，借助MATLAB/SIMULINK平台，研究其基于直线电机的系统运行控制策略，通过仿真验证控制策略的可行性。     

新能源风力发电系统中储能技术的实践应用

由于风力发电系统具有不稳定性、不可控性等特点,在系统发电过程中,输出功率的波动及负载突变,会直接引起直流母线电压的不稳定,从而影响供电的电能质量及电网的安全性。文章从储能技术应用角度进行分析,介绍风力发电系统中常见的储能技术类型,分别概括蓄电池储能、电解氢储能、压缩空气储能等技术手段的生效机制和优势局限,通过引入风力发电系统建设实例,分析储能系统设计、风速及功率预测、风电机储能容积设计、空压机参数设计要点,以此来确保输出电压较为平稳,保障电能质量。