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3典型应用场景
压缩空气储能技术在电力系统中应用前景广阔,典型应用场景包括如下几个方面。
1)削峰填谷。集中式的大型CAES电站的单机容量可达百兆瓦量级,发电时间可达数小时,可在电力系统负荷低谷时消纳富余电力,在负荷高峰时向电网馈电,起到“削峰填谷”的作用,从而促进电力系统的经济运行。
2)消纳新能源。分散式CAES电站的容量配置为几兆瓦到几十兆瓦,可与光伏电站、风电场、小水电站等配套建设,将间歇性的可再生能源储存起来,在用电高峰期释放,缓解当前的弃风、弃光和弃水困局。
3)构建独立电力系统。CAES还可用于沙漠、山区、海岛等特殊场合的电力系统。该类地区对储能系统的寿命、环保等方面有特殊需求。在此情况下,若配合风力发电、光伏发电、潮汐发电等清洁能源,结合非补燃CAES的冷热电联供特点,则有望构建低碳环保的冷热电三联供独立电力系统。
4)紧急备用电源。由于非补燃CAES技术不受外界电网、燃料供应等条件的限制,对于电网出现突发情况如冰灾造成的断网等,该技术的应用将能确保重要负荷单位如政府机关、军事设施、医院等的正常运行。
5)辅助功能。压缩空气储能具有功率和电压均可调节的同步发电系统,且响应迅速,其大量应用可以增加整个电力系统的旋转备用和无功支撑能力,提高系统电能品质和安全稳定水平。
4清华大学研究进展
2012年,在国家电网公司的资助下,清华大学作为项目负责单位联合中科院理化所、中国电科院等单位开展了基于压缩热回馈的非补燃CAES研究,并于2014年底建成了世界第一个500kW非补燃CAES动态模拟系统(如图3和图4所示)并成功实现了储能发电。该系统基于多温区高效回热技术储存压缩热并用其加热透平进口高压空气,从而摒弃了欧美现有CAES商业电站天然气补燃的技术路线,实现储能发电全过程的高效转换和零排放。该系统电换电实验效率高达40%。此外,若考虑利用压缩热对外供热(80℃)以及透平的低温排气供冷(3℃),其冷热电综合利用效率将达72%。未来若采用高温的蓄热介质提高回热温度,系统的能量综合利用效率有望达到80%以上,其中电换电效率超过50%。
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4月9日9时许,世界首台(套)300兆瓦级压气储能电站湖北应城300兆瓦级压气储能电站示范工程首次并网一次成功创造了单机功率、储能规模、转换效率3项世界纪录,以及6个行业示范数十项国际首创、全球首次突破项目的成功并网是新型储能,今年首次写入政府工作报告之后的里程碑事件。验证了大容量、高效率
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