电力储能用压缩空气储能系统技术要求

ICS27.180

CCSF19

中华人民共和国国家标准

GB/TXXXXX—XXXX

电力储能用压缩空气储能系统技术要求

Technicalrequirementsforcompressed-airenergystoragesystemusedforelectrical

powerenergystorage

（征求意见稿）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

GB/TXXXXX—XXXX

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国电力企业联合会提出。

本文件由全国电力储能标准化技术委员会（SAC/TC550）归口。

本文件起草单位：

本文件主要起草人：

II

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电力储能用压缩空气储能系统技术要求

1范围

本文件规定了电力储能用压缩空气储能系统系统分类和架构、总体性能、压缩储能系统、储气系统、

储换热系统、膨胀释能系统、电气系统、仪表与控制系统、辅助系统技术要求和性能试验等内容。

本文件适用于额定放电功率在1MW及以上且额定放电容量在0.5MWh以上的压缩空气储能系统，其

他功率等级及容量的压缩空气储能系统可参照执行。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB150（所有部分）压力容器

GB/T151热交换器

GB/T311.1绝缘配合第1部分：定义、原则和规则

GB/T311.2绝缘配合第2部分：使用导则

GB/T2624.2用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第2部分:孔板

GB/T7064隐极同步发电机技术要求

GB/T9711石油天然气工业管线输送系统用钢管

GB/T14285继电保护和安全自动装置技术规程

GB/T22239信息安全技术网络安全等级保护基本要求

GB/T22240信息安全技术网络安全等级保护定级指南

GB23971有机热载体

GB/T25058信息安全技术网络安全等级保护实施指南

GB/T25357石油、石化及天然气工业流程用容积式回转压缩机

GB/T25630透平压缩机性能试验规程

GB/T31130科里奥利质量流量计

GB/T36293火力发电厂分散控制系统技术条件

GB/T36376太阳能熔盐（硝基型）

GB36572电力监控系统网络安全防护导则

GB38755电力系统安全稳定导则

GB/T40594电力系统网源协调技术导则

GB50057建筑物防雷设计规范(附条文说明)

GB50058爆炸危险环境电力装置设计规范

GB/T50062电力装置的继电保护和自动装置设计规范

1

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GB/T50063电力装置电测量仪表装置设计规范

GB/T50064交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范

GB/T50065交流电气装置的接地设计规范

GB50116火灾自动报警系统设计规范

GB50217电力工程电缆设计标准

GB50229火力发电厂与变电站设计防火标准

DL/T544电力通信运行管理规程

DL/T1870电力系统网源协调技术规范

DL/T2528电力储能基本术语

DL/T5003电力系统调度自动化设计规程

DL/T5202电能量计量系统设计规程

DL/T5364电力调度数据网络工程初步设计内容深度规定

DL/T5390发电厂和变电站照明设计技术规定

DL/T5506电力系统继电保护设计技术规范

DL/T5182火力发电厂仪表与控制就地设备安装、管路、电缆设计规程

JB4732钢制压力容器分析设计标准

JB/T4734铝制焊接容器

JB/T6443.1石油、化学和气体工业用轴流、离心压缩机及膨胀机-压缩机第1部分：一般要求

JB/T6443.2石油、化学和气体工业用轴流、离心压缩机及膨胀机-压缩机第2部分：离心与轴流式

压缩机

JB/T6443.3石油、化学和气体工业用轴流、离心压缩机及膨胀机-压缩机第3部分：整体齿轮增速

型压缩机

JB/T6443.4石油、化学和气体工业用轴流、离心压缩机及膨胀机-压缩机第4部分：膨胀机-压缩

机

NB/T10938绕管式热交换器

NB/T47004.1板式热交换器第1部分：可拆卸板式热交换器

NB/T47004.2板式热交换器第2部分：焊接板式热交换器

NB/T47006铝制板翅式热交换器

TSG21固定式压力容器安全技术监察规程

3术语和定义

DL/T2528界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

压缩空气储能系统compressed-airenergystoragesystem

通过空气介质压缩存储和膨胀发电实现能量存储和释放的设备、装置、仪表器件等的组合。

3.2

储气系统airstoragesystem

利用人造压力容器或者地质空间进行压缩空气注入、储存、采出的设备、装置、仪表器件等的组合。

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3.3

换热器heatexchanger

压缩空气储能系统中各类热交换器的统称，包括固体填充床、空气-传热流体换热器以及冷却器等。

3.4

空气膨胀机airexpander

通过空气膨胀将空气内能转化为机械能的设备。

3.5

压缩储能compressedenergystorageprocess

利用原动机驱动压缩机压缩并储存空气，从而储存能量的一个过程。

3.6

膨胀释能expansionenergyreleasingprocess

利用压缩储能过程所储存的高压空气，驱动空气透平机带动发电机发电的一个过程。

3.7

压缩空气平均充电功率CAESaveragedchargingenergypower

在规定试验条件和试验方法下，整套压缩空气储能系统压缩机电机可连续吸收的功率。

3.8

压缩空气平均放电功率CAESaverageddischargingenergypower

在规定试验条件和试验方法下，整套压缩空气储能发电系统发电机可连续输出的功率。

3.9

压缩空气额定充电容量CAESratedchargingenergycapacity

在规定试验条件和试验方法下，整套空气压缩机以设计充电功率曲线从储气系统的设计下限压力开

始启动，至储气系统达到设计上限压力时的充电能量。

3.10

压缩空气额定放电容量CAESrateddischargingenergycapacity

在规定试验条件和试验方法下，整套空气透平机以设计放电功率曲线从储气系统的设计上限压力开

始启动，至储气系统达到设计下限压力时的放电能量。

3.11

压缩空气储能循环能量效率CAESround-tripenergyefficiency

在一个空气压缩存储、释放膨胀循环内，压缩空气储能系统输出能量与输入能量的比值。

3.12

压缩空气储能循环电效率CAESround-tripelectricalefficiency

在规定的同一条件下，在一个空气压缩储能、膨胀释能循环内，压缩空气储能系统在并网点处输出

电量与输入电量的比值，存在电能之外其他能量形式输入的可折算成电量合并计算，用百分数表示。

3.13

储气系统极限承压压力ultimatepressureofCAESairstoragesystem

引起储气系统发生结构性破坏或者其他安全事故的承压压力值。

3.14

储气系统设计上限压力upperlimitoperatingpressureofCAESairstoragesystem

在规定的同一条件下，在一个空气压缩存储、释放膨胀循环内，储气系统设定运行压力区间的设计

上限压力值。

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3.15

储气系统设计下限压力lowerlimitoperatingpressureofCAESairstoragesystem

在规定的同一条件下，在一个空气压缩存储、释放膨胀循环内，储气系统设定运行压力区间的设计

下限压力值。

3.16

膨胀释能系统最高工作压力maximumworkingpressureofair(power)turbine

膨胀释能系统空气（动力）透平机的最高膨胀初始设计压力。

3.17

压缩空气储气系统保压率pressureretentionrate

储气装置压力达到设计上限压力，静置24h后压力与初始压力的比值。

3.18

压缩空气储能系统平均静置耗电量CAESaveragedstandingenergyconsumption

在设计充电试验结束至放电试验开始的系统静置期内，压缩空气储能系统从电网消耗用于生产的平

均电量。

4总体要求

4.1压缩空气储能系统宜具备平滑发电功率输出、削峰填谷、跟踪计划发电、系统调频、紧急功率支

撑、黑启动等应用功能。

4.2通过10kV及以上电压等级接入公用电网的压缩空气储能系统应具备响应电网调度机构的启动和

停机指令的功能。

4.3压缩空气储能系统应具有经济性、环保性、安全性、可靠性。

4.4压缩空气储能系统应满足系统频繁启停及快速启动的要求。

5系统分类和架构

5.1电力储能用压缩空气储能系统按补充能量方式分为补热式和非补热式。

5.2补热式压缩空气储能系统由压缩储能系统、储气系统、补热设备与系统、膨胀释能系统、控制系

统、电气系统及其他辅助和附属设施组成。

5.3非补热式压缩空气储能系统由压缩储能系统、储气系统、储换热系统、膨胀释能系统、控制系统、

电气系统及其他辅助和附属设施组成。

5.4电力储能用压缩空气储能系统按额定放电功率等级分为小型、中型、大型压缩空气储能系统，分

类见表1。

表1压缩空气储能系统功率等级

序号额定放电功率类型

1PN＜10MW小型压缩空气储能系统

210MW≤PN＜100MW中型压缩空气储能系统

3PN≥100MW大型压缩空气储能系统

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6总体性能

6.1额定充放电功率

电动机的额定功率选型应不低于压缩机额定轴功率的110%。发电机和膨胀机的容量选择条件应相互

协调，发电机满足GB/T7064要求。

6.2保压率

压缩空气储能系统的储气系统保压率应不低于99%。

6.3爬坡率

补热式压缩空气储能系统放电爬坡率应不小于3%PN/min，非补热式压缩空气储能系统放电爬坡率应

不小于10%PN/min。

6.4膨胀释能时间

压缩空气储能系统在额定功率下的膨胀释能时间宜不小于2h。

6.5循环电效率

小型压缩空气储能系统循环电效率宜不低于50%，中型压缩空气储能系统循环电效率宜不低于55%，

大型压缩空气储能系统循环电效率宜不低于60%。

注：不含液态压缩空气储能系统。

6.6使用寿命

压缩空气储能系统启停次数应不低于9000次，使用寿命应不少于30年。

7压缩储能系统

7.1压缩储能系统可由进气空气过滤系统、压缩机组系统、换热分离系统、放空消音系统以及压缩机

组仪表及控制系统组成。

7.2进气空气过滤系统的整体压降不应超过500Pa，2μm以上颗粒去除率不应低于99.5%。

7.3压缩机组系统分为透平式压缩机组和容积式压缩机组。透平式压缩机组应满足JB/T6443要求，

容积式压缩机组应满足GB/T25357要求。

7.4各段压缩机之间的换热分离系统应设置气水分离器。

7.5压缩机末级排气压力与流量应满足压缩储能阶段功率与容量的要求，并应与储气设施设计压力、

储气容量及储能阶段运行时间相匹配。

7.6压缩机型式选取应与空气流量、压比以及储换热系统需求的排气温度等相配合，型式选取宜符合

以下要求：

a)当进气流量介于300m3/min～20000m3/min时，宜采用单线压缩模式，压缩机按流量从小至大

应分别采用容积式压缩机、离心式压缩机和轴流式压缩机；

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b)当压缩机首段进气流量大于20000m3/min时，首段机组宜采用两台及以上压缩机并联的方案，

当选择多线并联时，单线设计流量应满足单线流量的1.05倍。

7.7串联的压缩机设备的末级排气压力应基于储气系统设计上限压力确定，末级排气压头裕量不宜低

于5%。

8储气系统

8.1储气系统可由洞穴或压力容器、进出口管道、隔断阀、安全阀等附属设备组成。

8.2储气系统的容量与设计上限压力应满足压缩空气储能系统的储气容量及压力要求，储气系统在设

计下限压力至设计上限压力的压力区间内应具备安全稳定运行的能力，且储气系统设计上限压力应不高

于极限承载压力的0.85倍。

8.3储气系统设计上限压力应满足膨胀释能系统首台高压缸设计压力要求，且应附加储气系统至膨胀

释能系统入口的沿程阻力和各种其它因素确定引起的压力损失。

8.4储气系统的基本储气量应满足一个储能周期内膨胀释能系统运行所需要的压缩空气用量要求，且

应附加10%以上的裕度。应考虑充放气过程的温度上下波动影响，温度波动幅度参考区间为10℃～30℃。

8.5储气系统应装设紧急泄压管及安全阀；储气系统与进气总管、排气总管之间应装设切断阀。

8.6储气系统与膨胀释能系统之间宜设置压缩空气杂质脱除装置。

8.7压力容器的设计、制造及安装应满足GB150要求，采用管道储气时，管道的制造、检验、标准、

涂层、记录和装载应满足GB/T9711要求。

8.8储气系统宜装设形变、泄漏等监测装置，具备数据在线监测与报警功能；最大压降率应不超过1%/

天，充放气的流速应满足储气系统的允许形变范围及结构稳定性要求。

9储换热系统

9.1储换热系统可由换热器、热载体、储热系统、热载体输送泵及其附属管道等组成。

9.2换热器型式应满足压缩空气储能系统的温度、压力和储热工质的要求，可选择管壳式、板翅式、

板式等形式。

9.3钢制换热器的设计、制造及安装应满足GB150或JB4732要求，铝制换热器的设计、制造及安装

应满足JB/T4734要求。针对换热器材料、设计、制造、检验、验收及其安装、使用，管壳式应满足

GB151要求，绕管式应满足NB/T10938要求，板式应满足NB/T47004要求，板翅式应满足NB/T47006

要求，换热器的安全性能监察应满足TSG21要求。`

9.4热载体可采用软化水、有机热载体、熔融盐等，应具有较好的流动性且物理化学性能参数应具有

长期稳定性，软化水水质应满足GB/T1576要求，有机热载体应满足GB23971要求，熔融盐应满足GB/T

36376要求。

9.5热载体储罐容积应不小于热载体最大充装容积的110%。

9.6储罐材料应满足热载体特性、温度及压力等要求，罐体厚度应满足设计压力、设计温度、设计寿

命和腐蚀速率等要求。

9.7冷、热载体输送泵的总流量应不小于换热器额定流量的110%。

9.8冷、热载体输送泵数量应设有备用，当其中任何1台停用时，其余输送泵输送能力不应小于输送

系统总流量。

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10膨胀释能系统

10.1膨胀释能系统可由膨胀机、进气系统、排气系统、发电机、控制系统及其附属设备组成。

10.2膨胀释能系统应满足膨胀释能阶段功率与放电容量的要求，并应根据储气系统设计上限压力、储

气容量及膨胀释能运行时间确定。

10.3膨胀机进气管路宜设置压缩空气湿度、粉尘、盐分及颗粒物等杂质含量监测与脱除装置。

10.4膨胀机应根据空气进口压力、温度、功率等因素选型，可采用径流式或轴流式。

10.5排气系统管路宜采取避免冷空气倒流入膨胀机的措施。

10.6调节系统动态过程应能迅速、稳定。

11电气系统

11.1电气系统可由膨胀释能发电系统、压缩储能电源系统和站用电源系统组成。

11.2压缩空气储能系统的并网点应安装可闭锁、具有明显开断点、可实现可靠接地功能的开断设备，

可就地或远程操作。

11.3压缩空气储能系统的继电保护及安全自动装置功能应满足电力网络结构、储能系统电气主接线的

要求，并考虑电力系统和储能系统运行方式的灵活性。

11.4参与电力系统调频、调峰的压缩空气储能系统的电气系统应符合DL/T1870的相关规定。

11.5压缩空气储能系统的主变压器应满足以下要求：

a)主变压器兼作储能系统供电变压器时，应能满足储能运行时从电网侧受电和发电运行时向电

网侧送电的两种工况下长期运行的要求。

b)主变压器的额定电压、阻抗及电压分接头的选择应满足地区电力系统近、远期及调相调压要

求，并满足空气压缩机启动及运行的要求。

11.6发电机出口断路器或负荷开关以及压缩机电动机断路器的频繁操作特性应与电站的运行工况和

寿命相匹配。

11.7直流电源系统的蓄电池组容量应符合以下要求：与电网连接的压缩空气储能系统，站用交流电源

事故停电时间应按1h计算；不与电网连接的孤立压缩空气储能系统，站用交流电源事故停电时间应按

2h计算，供交流不间断电源用的直流负荷计算时间可按1h计算。

11.8压缩空气储能系统的主变压器继电保护应能根据发电及充电时的潮流方向进行协调。

11.9压缩空气储能系统的继电保护和安全自动装置应满足GB/T50062、GB/T14285要求。

11.10压缩空气储能系统的电气测量仪表设计，应满足GB/T50063要求。

11.11涉网电气部分应满足以下要求：

a)压缩空气储能系统的涉网保护应满足GB/T40594、DL/T5506和DL/T1870要求；

b)压缩空气储能系统继电保护及安全自动装置的设计应满足GB14285、GB38755要求；

c)压缩空气储能系统通信设计应满足DL/T544及所属调度单位的运行管理要求；

d)压缩空气储能系统调度自动化设计应满足DL/T5003要求；

e)采用网络方式上传信息的压缩空气储能系统二次系统安全设计应满足GB36572要求；

f)压缩空气储能系统调度数据网络接入设备的设计应满足DL/T5364要求；

g)对于并网的压缩空气储能系统，可配置电能质量监测装置，监测点宜设置在压缩空气储能系

统接入电力系统的并网点或关口贸易结算点处。

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h)电能量计量系统负责采集压缩空气储能系统电能量信息，设计要求应满足DL/T5202要求，

电能量计量系统宜具备电能量信息远传功能。

11.12其他要求

电气系统还应满足下列要求：

a)照明系统设计应满足DL/T5390要求，采用地质空间储气的压缩空气储能系统，应设置自带

蓄电池的便携式灯具；

b)压缩空气储能系统电缆选择与敷设的设计应满足GB50217要求；

c)压缩空气储能系统电气装置过电压保护设计应满足GB/T311.1、GB/T311.2和GB/T50064

要求；

d)压缩空气储能系统的防雷设计应满足GB50057要求；

e)压缩空气储能系统交流接地系统的设计应满足GB50065要求；

f)爆炸危险环境的电气系统应满足GB50058要求。

12仪表与控制系统

12.1仪表与控制系统的选型结合机组的特点，满足机组安全经济运行、机组启停控制的要求。

12.2基于计算机的控制系统，应满足GB/T25058、GB/T22240和GB/T22239要求。

12.3压缩空气储能系统宜采用全厂集中控制的方式，实现机组的启动、停止和正常运行工况下的监视

和控制，以及异常运行工况下的事故处理和紧急停机。

12.4压缩空气储能系统宜设置机组级顺序控制。

12.5机组的控制系统宜采用分散控制系统。

12.6辅助车间宜采用全厂集中控制的方式，且自动化水平宜与机组自动化水平保持一致。

12.7检测与仪表的设计应满足机组安全、经济运行的要求，并能准确测量、显示工艺系统各设备的运

行参数和运行状态；压缩空气储能系统的检测内容及要求见附录D。

12.8检测仪表的设置应满足以下要求：

a)应设置检测仪表反映主机设备及工艺系统在启动停止、正常运行、异常及事故工况下安全、

经济运行的参数；

b)运行中需要进行监视和控制的运行参数应设置远传仪表；

c)供运行人员现场检查和就地操作所必须的参数应设置就地仪表；

d)用于性能计算的工艺参数应单独设置检测仪表；

e)根据危险场所的分类，对于装设在爆炸危险区域的仪表和控制装置，应选择合适的防爆仪表

和控制装置；

f)保护系统的检测仪表应双重或三重冗余设置，重要模拟量控制回路的检测仪表宜双重或三重

冗余设置。

12.9压缩空气储能系统的控制系统应满足GB/T36293要求。

12.10透平发电机组应具备自动发电控制功能，该功能投入时，机组应能参与电网闭环自动发电控制。

12.11透平发电机组宜采用协调控制，协调控制系统应能协调储气、换热系统和透平，满足机组快速

响应负荷命令。

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12.12分散控制系统、透平控制系统、重要的仪表装置等的供电电源应有两路，并且互为备用；其中

一路应采用交流不间断电源；两路电源应设自动电源切投装置，切投时间应确保不影响控制系统的运行。

12.13每组交流动力电源配电箱、交流电源盘应各有两路电源供电，两路电源分别引自厂用低压母线

的不同段。在有保安段的电站，其中一路电源应来组保安段。

12.14仪表与控制就地设备安装以及仪表管路、电缆的设计应满足DL/T5182要求。

13辅助系统

火灾探测与报警系统应符合GB50229和GB50116的要求。

14性能试验

14.1试验项目

压缩空气储能系统试验应包括以下项目：

a)循环电效率；

b)循环能量效率；

c)平均充电功率；

d)平均放电功率；

e)额定充电容量；

f)额定放电容量；

g)储能系统保压系数。

14.2试验条件

压缩空气储能系统试验应具备以下条件：

a)编制压缩空气储能系统性能试验方案，包含试验边界、试验条件、试验计划、试验仪器设备、

试验项目、试验结果处理、试验报告内容；

b)压缩机、膨胀机、储热装置、储气装置、电动机、发电机、冷却塔、补热系统等设备处于良

好状况，换热器、管道和阀门的泄漏均已消除；

c)空气滤网洁净。

14.3试验测量参数

14.3.1功率或电能

功率或电能的测量应满足以下要求：

a)采用功率表或电能表对储能系统充、放电功率或电量进行测量；

b)压缩空气储能系统充、放电功率和电能测点应布置在变压器入口高压侧；

c)采用功率表或电能表在非生产厂用电相应变压器高压侧进行功率或电量测量；

d)发电机输出功率或电能测点应布置在发电机输出接线端。

14.3.2压力

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压力的测量应满足以下要求：

a)压力测点应包含储气装置，储气装置进、出口，压缩机进、出口，膨胀机进、出口，换热器

进、出口的空气压力和其他换热工质压力；

b)压缩机的进、出口空气压力测点参考GB/T25630进行布置、测量；

c)膨胀机的进空气压力应在主气阀前，且应尽量靠近进气阀处测量。膨胀机排气压力测点应布

置在流动稳定的排气管道上靠近膨胀机排气接口2倍管径处；

d)应在空气压缩系统与储气系统接口管道上测量储气装置进口压力；

e)应在储气系统与膨胀释能系统接口管道上测量储气装置出口压力；

f)储气装置压力取样点应位于储气装置本体，同一组相连装置测点数量应不少于2个；

g)换热器进、出口压力测量点应位于距换热器进口、出口10倍管径以内，与阀门、弯头距离不

小于2倍管径；

h)储热装置压力取样点应位于储热装置本体。

14.3.3温度

温度的测量应满足以下要求：

a)温度测点应包含储气装置，储气装置进、出口，压缩机进、出口，膨胀机进、出口，换热器

进、出口，储热装置进、出口的空气温度和其他换热工质温度；

b)温度测点应布置于节流装置的下游，且距离上游压力测点不少于0.5倍管径；

c)设备进、出口截面温度测点应布置于相应压力测点截面下游，且距离压力测点不少于0.5倍

管径；

d)直接参与结果计算的重要温度测点，应参考附录B.1布置双重或多重测点。

14.3.4湿度

湿度的测量应满足以下要求：

a)湿度应由测量的绝热湿球温度、露点温度或相对湿度来计算；

b)测量湿度的仪表应与测量大气干球温度的仪表处于同一位置。

14.3.5流量

流量的测量应满足以下要求：

a)流量测点应包含压缩空气系统及膨胀释能系统的空气流量，流经换热器的空气及其他换热工

质流量；

b)压缩空气系统空气流量测量装置应布置在储气装置入口的管道上，安装方法应符合GB/T

2624.2、GB/T31130等标准的要求；

c)流经换热器其他工质流量应布置在换热器进、出口管道上，安装方法应符合GB/T2624.2、GB/T

31130等标准的要求。

14.3.6液位

液位的测量应满足以下要求：

a)液位测点可采用压缩空气储能系统在线仪表数据；

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b)液位测点应包含储热装置液位、水箱液位、气液分离器液位、冷凝水扩容器液位、冷却水池

液位等。

14.3.7时间

时间的测量应满足以下要求：

a)试验持续时间和观测时间应由公共时间源确定；

b)应将用于数据记录的计算机、人工读数及电站控制系统的时钟调整同步。

14.3.8转速

转速的测量应满足以下要求：

a)发电机转速的测量宜采用功率表或电能表的频率测量值进行换算；

b)压缩机转速宜采用机械式或电动式的测频仪或转速表、闪光测速仪等测量转速。

14.4试验的仪器仪表

14.4.1压缩空气储能系性能试验应根据参数的用途及其对试验结果的影响程度进行分类，被测参数可

分成一类参数和二类参数。

一类参数是用于计算试验结果的参数，一类参数进一步分为一类一级参数和一类二级参数：

a)一类一级参数是敏感系数小于0.2%的参数；应使用高精度仪表，且需要多重测点进行测量，

降低试验不确定度；

b)一类二级参数是敏感系数大于0.2%的参数。

二类参数是指需要测量但是不需要用于试验结果计算的参数，在试验过程中测量这些参数是为了确

认试验是在本标准要求的条件下进行的；

压缩空气储能系统性能试验中一类参数的测试仪器仪表精度要求应符合表2的要求。

表2压缩空气储能系统性能试验中一类参数的测试仪器仪表精度要求

测量值名称测量仪表量程测量不确定度

压力压力变送器所有压力±0.075%

大气压力绝对压力变送器0＜P＜200kPa±0.075%

差压差压变送器所有差压±0.075%

0℃＜t≤100℃±0.2℃

铂热电阻温度计

T＞100℃±0.2%

温度

t≤300℃±1℃

热电偶温度计

t＞300℃±0.3%

通过测量输出功率得到频率-±0.01%

转速

精密电子转数表校验范围±0.1%

0.75%～1.5%

标准节流装置或其他流量测量装置

（流出系数）

流量校验范围

0.2%～0.4%

校验过的节流装置或其他流量测量装置

（流出系数）

11

GB/TXXXXX—XXXX

测量值名称测量仪表量程测量不确定度

湿度干湿球温度计、电子湿度计-1.0%

电能表、功率分析仪等-±0.1%

电功率或电能

电流、电压互感器-±0.2%

振动振动测量仪--

注：本文件推荐的测量仪表是最低限度要求，可使用其他同等或更高精度的仪表。

14.4.2测试仪器仪表应按国家有关计量检定规程或有关标准经鉴定或计量合格，并在检定有效期内。

14.5充、放电试验

压缩空气储能系统的循环能量效率、循环电效率、额定充电容量、额定放电容量、平均充电功率、

平均放电功率等指标应通过压缩空气储能系统充、放电试验测量。

压缩空气储能系统充、放电试验按照以下步骤进行：

a)隔离热力系统：关闭与规定热力系统循环无关的阀门，停运与规定热力系统循环无关的设备；

b)调整储气系统压力至设计下限压力，系统静置后储气系统压力偏离设计下限压力不超过±1%，

且10分钟内的压力波动不超过±0.5%；

c)启动压缩机，开始储能过程，标记此刻为循环开始时间T1；

d)压缩机运行至储气系统压力达到设计上限压力，储气系统压力偏离设计压力不超过±1%。停止

储能，标记此刻为储能结束时间T2；

e)系统静置设计储能、释能间隔时间ΔT；

f)启动膨胀机，开始发电过程，标记此刻为释能开始时间T3；

g)膨胀机运行至储气系统压力达到设计下限压力，储气系统压力偏离设计下限压力不超过±1%，

停止释能并标记此刻为循环结束时间T4；

h)按照附录B.1记录充、放过程试验数据；

i)重复步骤a)～h)2次；

j)充、放电试验应包含不少于三次规定的压缩压缩空气储能系统的储能、膨胀释能循环过程。

k)根据记录数据计算以下参数平均值。

푄+푄+푄

푄=푔푖1푔푖2푔푖3····································································(1)

푔푖3

푄+푄+푄

푄=ℎ푖1ℎ푖2ℎ푖3·····································································(2)

ℎ푖3

푄+푄+푄

푄=ℎ표1ℎ표2ℎ표3····································································(3)

ℎ표3

푄+푄+푄

푄=푐표1푐표2푐표3····································································(4)

푐표3

式中：

Qgi——补热系统至储能系统补热量平均值，单位为千瓦·时（kWh）；

Qhi——余热补热系统至储能系统补热量平均值，单位为千瓦·时（kWh）；

Qho——系统对外供热量平均值，单位为千瓦·时（kWh）；

Qco——系统对外供冷量平均值，单位为千瓦·时（kWh）；

12

GB/TXXXXX—XXXX

Qgii——单次试验补热系统至储能系统补热量，单位为千瓦·时（kWh）；

Qhii——单次试验余热补热系统至储能系统补热量，单位为千瓦·时（kWh）；

Qhoi——单次试验系统对外供热量，单位为千瓦·时（kWh）；

Qcoi——单次试验系统对外供冷量，单位为千瓦·时（kWh）。

14.5.1额定充、放电容量

按照公式（5）、公式（6）和公式（7）分别计算试验状态下的压缩空气储能系统额定充电容量EI、

额定放电容量EO和平均静置耗电量：

퐸+퐸+퐸

퐸=푖1푖2푖3········································································(5)

퐼3

퐸+퐸+퐸

퐸=푂1푂2푂3······································································(6)

푂3

퐸+퐸+퐸

퐸=푠푡1푠푡2푠푡3······································································(7)

푠푡3

式中：

EI——额定充电容量，单位为千瓦·时（kWh）；

EO——额定放电容量，单位为千瓦·时（kWh）；

Est——平均静置耗电量，单位为千瓦·时（kWh）；

Eii——单次充电容量，等于单次充电试验结束时，变压器入口高压侧并网点测得的消耗电量减去该

过程的非生产厂用电量，单位为千瓦·时（kWh）；

EOi——单次放电容量，等于单次放电试验结束时，变压器入口高压侧并网点测得的上送电量加上该

过程的非生产厂用电量，单位为千瓦·时（kWh）；

Est——单次静置耗电量，等于单次充电试验结束至放电开始的静置期间，变压器入口高压侧并网点

测得的消耗电量减去该过程的非生产厂用电量，单位为千瓦·时（kWh）。

14.5.2平均充、放电功率

按照公式（8）和公式（9）分别计算试验状态下的压缩空气储能系统平均充电功率Pi和平均放电

功率Po：

퐸퐼푃푖1+푃푖2+푃푖3

푃푖=或푃푖=······························································(8)

푇2−푇13

퐸푂푃표1+푃표2+푃표3

푃표=或푃표=·····························································(9)

푇4−푇33

式中：

Pi——平均充电功率，单位为千瓦（kW）；

Po——平均放电功率，单位为千瓦（kW）；

Pii——单次充电功率，等于单次充电试验结束时，变压器入口高压侧并网点测得的消耗功率减去

该过程的非生产厂用电功率，单位为千瓦（kW）；

Poi——单次放电功率，等于单次放电试验结束时，变压器入口高压侧并网点测得的上送电功率加

上该过程的非生产厂用电功率，单位为千瓦（kW）；

EI——额定充电容量，单位为千瓦·时（kWh）；

13

GB/TXXXXX—XXXX

EO——额定放电容量，单位为千瓦·时（kWh）；

T1——启动压缩机的储能开始时间；

T2——储能过程结束时间；

T3——启动膨胀机的释能开始时间；

T4——释能过程结束时间。

14.5.3循环能量效率

按照公式（10）计算压缩空气储能系统的循环能量效率：

퐸푂+푄ℎ표+푄푐표

휂푒=×100%·····························································(10)

퐸퐼+푄푖

式中：

휂푒——循环能量效率；

EI——额定充电容量，单位为千瓦·时（kWh）；

EO——额定放电容量，单位为千瓦·时（kWh）；

Qi——储能系统补热量平均值，包含补热系统与余热补热系统，单位为千瓦·时（kWh）；

Qho——系统对外供热量平均值，单位为千瓦·时（kWh）；

Qco——系统对外供冷量平均值，单位为千瓦·时（kWh）。

14.5.4循环电效率

14.5.4.1非补热式压缩空气储能系统循环电效率

非补热式压缩空气储能系统的循环电效率按照公式（11）计算：

퐸푂

휂푝=×100%··································································(11)

퐸퐼+퐸푠푡

式中：

ηp——非补热式压缩空气储能系统循环电效率，单位为%；

EI——额定充电容量，单位为千瓦·时（kWh）；

EO——额定放电容量，单位为千瓦·时（kWh）；

Est——平均静置耗电量，单位为千瓦·时（kWh）。

14.5.4.2补热式压缩空气储能系统循环电效率

补热式压缩空气储能系统的循环电效率是一个完整的循环周期内，膨胀机组发电机输出的电量占压

缩机组电动机耗电量与外部输入热源折算电量之和的比率。按照公式（12）计算：

퐸푂(12)

휂푒ℎ=×100%····················································

퐸퐼+퐸푠푡+푄푔푖×휂푔푖+푄ℎ푖×휂ℎ푖

式中：

ηeh——补热式压缩空气储能系统循环电效率，单位为%；

ηgi——相近容量等级的燃机或内燃机单循环的热转电效率，单位为%；

ηhi——相近容量等级的余热利用发电机组的热转电效率，单位为%；

14

GB/TXXXXX—XXXX

EI——额定充电容量，单位为千瓦·时（kWh）；

EO——额定放电容量，单位为千瓦·时（kWh）；

Est——平均静置耗电量，单位为千瓦·时（kWh）；

Qgi——补热系统至储能系统补热量平均值，单位为千瓦·时（kWh）；

Qhi——余热补热系统至储能系统补热量平均值，单位为千瓦·时（kWh）。

14.6储能系统保压试验

压缩储能系统保压性能试验按照以下步骤进行：

a)隔离热力系统：关闭与规定热力系统循环无关的阀门，停运与规定热力系统循环无关的设备；

b)调整储气系统压力至设计下限压力，系统静置后储气系统压力偏离设计下限压力不超过±1%，

且10分钟内的压力波动不超过±0.5%；

c)启动压缩机，开始储能过程，标记此刻为循环开始时间T1；

d)压缩机运行至储气系统压力达到设计上限压力，储气系统压力偏离设计压力不超过±1%。停止

储能，开始保压试验，记录储气系统压力Psc1；

e)静置储气装置24h，结束保压试验，记录储气系统压力Psr1；

f)重复步骤a)～f)2次，分别记录储气系统压力Psc2、Psc3、Psr2、Psr3；

g)储能系统保压试验应进行不少于三次，采用三次测试结果的平均值。

按照公式（13）和公式（14）计算压缩空气储能系统的保压系数：

푃

휙=푠푟············································································(13)

푃푠푐

휙+휙+휙

휙=123······································································(14)

3

式中：

휙̅——压缩空气储能系统的保压系数，单位为%；

휙푖——单次循环的保压系数，单位为%；

Psc——保压试验开始时储气系统压力，单位为兆帕斯卡（MPa）；

Psr——保压试验结束时储气系统压力，单位为兆帕斯卡（MPa）。

14.7试验结果计算

14.7.1试验结束后应立即处理试验结果，以便确定测量数据的有效性。

14.7.2试验数据应选择趋于稳定的三组循环周期数据。

14.7.3压缩空气储能系统性能试验应将测量性能指标修正到基准条件下。

14.7.4压缩空气储能系统性能试验开始前，参与试验各方应达成协议，明确需要进行测量和修正的参

数，确认所使用的修正曲线，性能修正曲线宜使用热平衡方法进行计算，并在试验前备由供货商予以提

供。

14.7.5按照附录C对按照公式（1）-（14）计算得到的循环能量效率、循环电效率、额定充电容量、

额定放电容量、平均充电功率、平均放电功率等试验结果进行修正计算。

14.8性能试验报告

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性能试验报告内容应包含以下内容：

a)摘要；

b)试验概况；

c)机组容量；

d)机组储能容量；

e)储能系统的类型、操作方式和测试系统框架；

f)机组投产日期；

g)试验目的；

h)设备设计性能参数表；

i)试验仪器和仪表；

j)试验数据汇总表；

k)试验结果计算汇总表；

l)试验结果分析，与设计值的对比；

m)试验测点布置简图；

n)试验性能修正公式（或图）；

o)试验结论；

p)重要试验数据原始记录表复印件。

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附录A

（资料性）

压缩空气储能系统构架图

A.1补热式压缩空气储能系统一

在压缩储能阶段，通过电能驱动空气压缩机做功，输出高压力的压缩空气气流并在储气设施内进行

储存；在膨胀释能阶段，释放压缩空气，经定制燃烧器进行燃料燃烧补燃与吸热升温后，进入膨胀机做

功，驱动发电机输出电能。该工艺流程在膨胀释能阶段的吸热热量全部来自燃料的燃烧热。见图A.1。

图A.1补热式压缩空气储能系统一的构架图

A.2补热式压缩空气储能系统二

在压缩储能阶段，通过电能驱动空气压缩机做功，输出高压力的压缩空气气流并在储气设施内进行

储存；与此同时，将空气压缩过程产生的压缩热通过换热器传递给换热介质并传送至压缩热储热罐进行

储存；在膨胀释能阶段，释放压缩空气，首先采用压缩热储热罐内储存的压缩热加热压缩空气，然后通

过“带压外置燃烧器系统”进行燃料补燃与吸热升温后，进入膨胀机做功，驱动发电机输出电能；“带

压外置燃烧器系统”由膨胀机抽气系统、燃烧器、烟气-空气换热器以及喷射器系统组成，“带压外置

燃烧器系统”使用膨胀机抽气作为燃料的燃烧用气，产生的带压力高温烟气经换热器加热压缩空气后，

再经喷射器系统回注至膨胀机，完成带压力烟气的余热与余压回收。见图A.2。

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图A.2补热式压缩空气储能系统二的构架图

A.3补热式压缩空气储能系统三

在压缩储能阶段，通过电能驱动空气压缩机做功，输出高压力的压缩空气气流并在储气设施内进行

储存；在膨胀释能阶段，释放压缩空气，经定制的燃气-空气换热器加热后，进入空气膨胀机做功，驱

动发电机输出电能。加热压缩空气的热源来源于燃气发电机组的乏气，燃气发电机组从空气中吸取空气

并首先加压，和输入的天然气混然后生成高温高压烟气进入燃机膨胀机做功并输出电能，燃机膨胀机乏

气进入燃气-空气换热器将余热放给压缩空气。见图A.3。

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图A.3补热式压缩空气储能系统三的构架图

A.4非补热式压缩空气储能系统一

在压缩储能阶段，通过电能驱动空气压缩机做功，输出高压力的压缩空气气流并在储气设施内进行

储存；与此同时，将空气压缩过程产生的压缩热通过换热器传递给换热介质并传送至压缩热储热罐进行

储存；在膨胀释能阶段