耦合抽水蓄能的压缩空气储能电站概念研究.pdfVIP

2023 年 第 10 卷 第 2 期 南方能源建设 Clean Energy Power 2023 Vol. 10  No. 2 SOUTHERN ENERGY CONSTRUCTION Generation Technology DOI： 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2023.02.003 OA： https://www.energychina.press/   耦合抽水蓄能的压缩空气储能电站概念研究 ✉ 郑开云 ，池捷成，张学锋 （势加透博(上海)能源科技有限公司, 上海 201815） 摘要： [目的]储能是发展新能源、实现碳达峰碳中和目标的基础条件，其中抽水蓄能是最主要的储能方式，但是抽 水蓄能依赖地理条件，需要占用大量自然资源，优良的厂址资源十分有限。为了缓解抽水蓄能厂址资源需求与自然 资源稀缺的矛盾，提出了一种耦合抽水蓄能的压缩空气储能系统，并从研究思路、概念方案和工程可行性进行分析， 从而为抽水蓄能产业发展提供创新解决方案。[方法]围绕提高能量密度，以减小水库容量、降低水库高度差为突破 点，运用压缩空气排水的方法，将水泵水轮机替换为压缩机和膨胀机，下库改为封闭结构的承压容器。储能时，压 缩机将空气压缩至高压充入下库，并推挤下库内的水至上库。释能时，水从上库返回下库，下库内的压缩空气被推 挤出，并经膨胀机释放。这可使相同条件下抽水蓄能的能量转换量提高数倍。为了论证耦合抽水蓄能的压缩空气储 能电站的储能效果，设置上、下库高度差300 m，按照低性能和高性能两套设备参数，对40 MW/200 MWh 的概念方 案进行热力学分析和储能效率计算。[结果]结果表明：在低性能参数条件下，储能效率65.68%，在高性能参数条件 3 下，储能效率70.81%；能量密度 1.67 kWh/m。[结论]耦合抽水蓄能的压缩空气储能系统可使水库容量或高度差大幅 减小，大大降低厂址要求，并可使发展抽水蓄能受限的地区具备开发条件，且关键设备成熟，单位造价与常规抽水 蓄能相近，技术经济上可行。 关键词： 储能；抽水蓄能；压缩空气；能量密度；储能效率；压缩机；膨胀机 中图分类号：TK02；TV743 文献标志码：A 文章编号：2095-8676(2023)02-0018-08 开放科学(资源服务)二维码： Concept Research of Compressed Air Energy Storage Power Plant Coupled with Pumped Hydro Storage ✉ ZHENG Kaiyun ，CHI Jiecheng，ZHANG Xuefeng （Xeca Turbo (Shanghai) Energy Technology Co.