抽水压缩空气复合储能技术分析报告-培训课件

010203背景介绍抽水压缩空气储能技术目

录应用方案Part.01背景介绍

背景介绍 2020年9月22日，习近平总书记提出了我国碳达峰和碳中和的总目标，意味着“十四五”乃至更长一段时间，超常规发展风、光等可再生能源是实现“3060”目标的必然选择。围绕构建以新能源为主体的新型电力系统，探索研究储能新技术，推广储能与新能源、常规能源协同发展，安全有序推动储能产业的发展，保证电力系统运行的灵活性和安全性，是目前和今后长期需要面临的重要任务和课题。世界能源消耗国际能源署（IEA）预测:到2035年可再生能源发电量将达到31%。

背景介绍 电能的大规模存储技术仍是当今世界性难题西安交通大学始终致力于储能技术及其产业化研究(储能专业、国家储能技术平台）目标提高储能技术效率降低储能技术成本充分发挥现有技术优点，摒弃不足针对储能电站所在区域的场景定制储能方案策略 重要成果压缩空气储能与抽水蓄能有机融合的蓄能技术（50多项发专利、几十篇SCI论文，ESCI论文)利用地下废弃矿洞、人工洞穴等的抽水压缩空气储能技术Part.02抽水压缩空气储能技术

抽水压缩空气储能技术 压缩空气储能新技术的研发思路有待跨越CAES技术的突破实现CAES的商业应用CAES系统重构CAES专用设备CAES系统结构简单、等温压缩、非等温膨胀CAES设备简单、可靠、确保过程高效

抽水压缩空气储能技术 抽水压缩空气储能技术的提出抽水蓄能压缩空气储能融合水气优点缺陷储能规模大效率较高不消耗燃料生态问题地形限制大建设周期长储能规模大受地形限制较小单位千瓦造价低消耗燃料效率较低碳排放优点缺陷

抽水压缩空气储能技术 原理物理模型

抽水压缩空气储能技术 水泵水轮机储水池高压储气罐智能稳压阀水气分离器1压缩机2345678恒压系统增压机空气储能容器恒压型抽水压缩空气储能系统能量传递示意图储能过程不需要冷却，释能过程可以不加热储能系统中的不可逆环节较少电能压力势能电能采用实际气体状态方程和分子动力学模拟方法，研究抽水压缩空气储能系统内高压溶气问题。

关键技术研究 高压环境下的气体溶解问题水气共容舱内高压气体和水长期共存；水中溶解气体会对流体机械造成破坏；研究气体在水中的溶解及扩散规律对系统安全运行非常关键。罐体的进水管道及出水管道布置走向，对水气共容罐内部流动稳定，充水过程中的气液掺混不会对后续水轮机做功产生影响。

关键技术研究 充放水过程的数值模拟研究了充放水过程中水气界面的演化情况；研究了由于卷吸作用进入水中的气泡变化情况；为系统提供安全可靠的管路设计和运行参数方案。

抽水压缩空气储能技术 抽水压缩空气储能实验平台国际国内首创

实验测试结论 结论1该系统具有较高的电-电效率系统的响应特性高（45s)结论3可以设计等温压缩机结论2Part.03技术应用方案

技术应用方案 1 水轮机水泵储气罐储水池水气共容舱压气机透平再热器换热器抽水蓄能部分：0.18MW×2h压缩空气储能部分：1.88MW×2h引入优质地热资源进行加热，对气体的压力势能实现梯级利用采用增压机与膨胀机实现了水汽共容舱内部的恒压运行理论电-电往返效率为69.55%总规模2MW/4MWh储气压力：8.0

MPa膨胀机入口压力：4.0

MPa水汽共容舱压力：1.0

MPa水轮机/水泵水头：100

m用水量：1.16

万m3储气罐体积：2100

m3工厂站抽水压缩空气储能系统

技术应用fang'an 2 释能过程总补热量：0.662MW×1h储能过程总耗电量：1.075MW×1h引入太阳能等热源进行加热，对气体的压力势能实现梯级利用采用循环压缩/膨胀装置实现了压缩机/膨胀机的恒压运行电-电往返效率为71%以上释能总输出1.1MW×1h储气室压力：6.0-8.0

MPa循环压缩装置进气压力：1.0

MPa循环膨胀装置排气压力：4.0

MPa加热/再热后气体温度：573.15

K储气室体积：349.4m3光伏基地抽水压缩空气储能系统高压储气罐低压储气罐换热器太阳能板膨胀机液体活塞增压机储水池一体化水泵/水轮机

技术应用方案 3 内燃机地下水库中位水库水泵水轮机

地上水库膨胀机压缩机

热交换器

燃料空气水闸墙利用地下煤矿的抽水压缩空气储能系统采用双下库无坝抽水蓄能原理和抽水压缩空气储能原理，全球首创利用上下库高差590米，上下库容积11万m3，并设置了缓冲水库利用抽水蓄能系统复合压缩空气系统，充分利用整个矿洞实现系统恒压运行，电-电往返效率达到75以上

技术应用方案 3 地上水库地下水库水轮机释能过程储能过程水泵储能规模

抽水蓄能系统：3MW×4.5h

压缩空气储能系统：110MW×8h

总规模110MW/900MWh装机110MW,日发电量900MWh，电电往返效率达到75%以上地下设备：水轮机、水泵