考虑电动汽车(electric vehicle)及可再生能源不断并入综合能源系统,导致整个综合能源系统不确定性加大,进而产生能源利用不充分问题,提出含可再生能源与压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)电站的电热综合能源系统调度...考虑电动汽车(electric vehicle)及可再生能源不断并入综合能源系统,导致整个综合能源系统不确定性加大,进而产生能源利用不充分问题,提出含可再生能源与压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)电站的电热综合能源系统调度策略。根据电力负荷需求大小划分为2种调度模式,在能源端与储能端利用CAES与光热电站联合运行方式(solar and compressed air energy storage,S-CAES)增强电网与热网之间的耦合,实现不同能源之间的高效转换与利用;在负荷端将EV负荷按照其可控性分为有序、无序EV负荷,针对不同的模式给出S-CAES不同的运行功能并给出不同的优化调度模型。最后利用Matlab分别在不同负荷模式下进行仿真分析,与传统调度策略进行对比,仿真结果验证了所提策略在增加可再生能源消纳和减小综合成本等方面的有效性和优越性。展开更多
压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)具有多能联储/联供的特性,使其在分布式综合能源系统中具有广阔的应用前景。为加强CAES与综合能源系统(integrated energy systems,IES)的多能互补协同能力,提高用户侧能源综合利用水...压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)具有多能联储/联供的特性,使其在分布式综合能源系统中具有广阔的应用前景。为加强CAES与综合能源系统(integrated energy systems,IES)的多能互补协同能力,提高用户侧能源综合利用水平,提出了一种生物质与光热耦合压缩空气储能系统的架构和运行方法。首先构建了含CAES的IES架构,通过引入生物质产生沼气,有效提升了IES供热能力。在此基础上,以系统总成本最小化为目标,提出了考虑碳交易机制和用户侧需求响应的IES优化运行方法。最后,以青海某村镇的数据进行算例分析,通过多种优化运行方案验证了所提模型的有效性和优越性。结果表明,设计工况下IES总成本下降12.4%;引入碳交易机制可以控制碳排放量下降11.3%;需求响应可以稳定负荷波动,经需求响应调整后的冷、热、电负荷峰谷差分别下降7.9%、10.9%、2.3%。展开更多
[目的]压缩空气储能(Compressed Air Energy Storage,CAES)是1种可大规模储存电力能源的技术,其规模仅次于抽水蓄能,储气装置是其重要的组成部分。国内外已投入商业运行的压气储能电站的储气装置多为盐穴、废弃矿坑等天然地质构造,大规...[目的]压缩空气储能(Compressed Air Energy Storage,CAES)是1种可大规模储存电力能源的技术,其规模仅次于抽水蓄能,储气装置是其重要的组成部分。国内外已投入商业运行的压气储能电站的储气装置多为盐穴、废弃矿坑等天然地质构造,大规模长时压缩空气储能有赖于更具经济性及广泛适用性的储气装置。[方法]人工地下洞室储气库较大程度上摆脱了压缩空气储能电站对于特殊地质条件的依赖,成为大规模建设长时压气储能电站的有力支撑,但国内外相关研究成果较少,摸清国内外研究现状,总结其他行业先进经验,理清该领域亟待突破的难题,对于大规模建设压气储能电站具有重要意义。[结果]压气储能电站地下人工洞室与天然气储气库及水电输水隧洞等常规人工洞室运行特点有较大不同,目前对于该领域尚缺乏成熟的设计方法与规程规范,有诸多关键技术仍有待解决,文章对压气储能电站地下人工洞室的特点及重点研究内容进行了梳理。[结论]创新是自主建设压缩空气储能电站地下硬岩储气库的唯一出路,在安全的大前提下兼顾经济性并突破,该技术对丰富我国储能发电技术,完善新型电力系统具有重大的现实意义,若该技术发展成熟,可为我国新型电力系统的构建提供强大的保障。展开更多
压缩空气产生过程中,大量的电能转换成热,余热回收利用潜力巨大。高效回收利用压缩空气热量成为空气压缩领域的当务之急。针对空压机余热回收利用,介绍了空压机余热产生的原理;归纳总结了空压机余热常用回收利用的直接、润滑油间接或热...压缩空气产生过程中,大量的电能转换成热,余热回收利用潜力巨大。高效回收利用压缩空气热量成为空气压缩领域的当务之急。针对空压机余热回收利用,介绍了空压机余热产生的原理;归纳总结了空压机余热常用回收利用的直接、润滑油间接或热泵制热水的方式;基于有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)在低品质余热方面的应用,详细总结了空压机余热发电和制冷的研究内容及发展现状;重点总结了大规模压缩空气储能(Compressed Air Energy Storage,CAES)系统在实现空压机余热大规模、高效应用研究;提出了对空压机余热高效回收的展望,为后续空压机余热高效回收利用研究提供了参考。展开更多
We have studied three plans for re-use of the abandoned mine roadway tunnels as an energy center. These are the thermostat plan, the thermal accumulator plan, and the CAES plan. Calculations show that the thermostat p...We have studied three plans for re-use of the abandoned mine roadway tunnels as an energy center. These are the thermostat plan, the thermal accumulator plan, and the CAES plan. Calculations show that the thermostat plan can provide over 15,000 m2 of building air-conditioning/heating load for each kilo- meter of roadway, but electric power is needed to run the system. Numerical research proved that the accumulation of hot water in the roadway for seasonal heating purposes （a temperature swing from 90 to 54 ℃） is a viable possibility. The CAES plan proposes using the discarded coal mine tunnel as a pea ing power station with an energy storage density over 7000 kj/m3. It can be concluded that presently abandoned coal mines could be reformed into future energy centers for a city.展开更多
抽水蓄能和新型储能是实现碳达峰碳中和,支撑以新能源为主体新型电力系统的重要技术和基础装备。压缩空气储能(compressed air energy storage, CAES)是一种利用压缩空气作为介质来储存能量和发电的技术,是目前除抽水蓄能以外规模最大...抽水蓄能和新型储能是实现碳达峰碳中和,支撑以新能源为主体新型电力系统的重要技术和基础装备。压缩空气储能(compressed air energy storage, CAES)是一种利用压缩空气作为介质来储存能量和发电的技术,是目前除抽水蓄能以外规模最大的物理储能方式,而硬岩浅埋型人工储气洞库选址灵活,具有规模化、商业化的发展潜力。面对我国大中型压缩空气储能电站开发建设形势和要求,结合国内外相关研究和工程实践经验,本文提出了硬岩条件下浅埋人工储气洞库整体稳定、局部稳定、循环稳定和密封层稳定的工程设计基本理念,总结提炼了洞库选址及地质勘探要求、埋深设计、储气库布置、结构设计、密封系统设计等方法,为压缩空气储能电站浅埋人工储气洞库设计提供借鉴和参考。展开更多
文摘考虑电动汽车(electric vehicle)及可再生能源不断并入综合能源系统,导致整个综合能源系统不确定性加大,进而产生能源利用不充分问题,提出含可再生能源与压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)电站的电热综合能源系统调度策略。根据电力负荷需求大小划分为2种调度模式,在能源端与储能端利用CAES与光热电站联合运行方式(solar and compressed air energy storage,S-CAES)增强电网与热网之间的耦合,实现不同能源之间的高效转换与利用;在负荷端将EV负荷按照其可控性分为有序、无序EV负荷,针对不同的模式给出S-CAES不同的运行功能并给出不同的优化调度模型。最后利用Matlab分别在不同负荷模式下进行仿真分析,与传统调度策略进行对比,仿真结果验证了所提策略在增加可再生能源消纳和减小综合成本等方面的有效性和优越性。
文摘压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)具有多能联储/联供的特性,使其在分布式综合能源系统中具有广阔的应用前景。为加强CAES与综合能源系统(integrated energy systems,IES)的多能互补协同能力,提高用户侧能源综合利用水平,提出了一种生物质与光热耦合压缩空气储能系统的架构和运行方法。首先构建了含CAES的IES架构,通过引入生物质产生沼气,有效提升了IES供热能力。在此基础上,以系统总成本最小化为目标,提出了考虑碳交易机制和用户侧需求响应的IES优化运行方法。最后,以青海某村镇的数据进行算例分析,通过多种优化运行方案验证了所提模型的有效性和优越性。结果表明,设计工况下IES总成本下降12.4%;引入碳交易机制可以控制碳排放量下降11.3%;需求响应可以稳定负荷波动,经需求响应调整后的冷、热、电负荷峰谷差分别下降7.9%、10.9%、2.3%。
文摘[目的]压缩空气储能(Compressed Air Energy Storage,CAES)是1种可大规模储存电力能源的技术,其规模仅次于抽水蓄能,储气装置是其重要的组成部分。国内外已投入商业运行的压气储能电站的储气装置多为盐穴、废弃矿坑等天然地质构造,大规模长时压缩空气储能有赖于更具经济性及广泛适用性的储气装置。[方法]人工地下洞室储气库较大程度上摆脱了压缩空气储能电站对于特殊地质条件的依赖,成为大规模建设长时压气储能电站的有力支撑,但国内外相关研究成果较少,摸清国内外研究现状,总结其他行业先进经验,理清该领域亟待突破的难题,对于大规模建设压气储能电站具有重要意义。[结果]压气储能电站地下人工洞室与天然气储气库及水电输水隧洞等常规人工洞室运行特点有较大不同,目前对于该领域尚缺乏成熟的设计方法与规程规范,有诸多关键技术仍有待解决,文章对压气储能电站地下人工洞室的特点及重点研究内容进行了梳理。[结论]创新是自主建设压缩空气储能电站地下硬岩储气库的唯一出路,在安全的大前提下兼顾经济性并突破,该技术对丰富我国储能发电技术,完善新型电力系统具有重大的现实意义,若该技术发展成熟,可为我国新型电力系统的构建提供强大的保障。
文摘压缩空气产生过程中,大量的电能转换成热,余热回收利用潜力巨大。高效回收利用压缩空气热量成为空气压缩领域的当务之急。针对空压机余热回收利用,介绍了空压机余热产生的原理;归纳总结了空压机余热常用回收利用的直接、润滑油间接或热泵制热水的方式;基于有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)在低品质余热方面的应用,详细总结了空压机余热发电和制冷的研究内容及发展现状;重点总结了大规模压缩空气储能(Compressed Air Energy Storage,CAES)系统在实现空压机余热大规模、高效应用研究;提出了对空压机余热高效回收的展望,为后续空压机余热高效回收利用研究提供了参考。
基金supported financially by the National Natural Science Foundation of China (No. 50908225)
文摘We have studied three plans for re-use of the abandoned mine roadway tunnels as an energy center. These are the thermostat plan, the thermal accumulator plan, and the CAES plan. Calculations show that the thermostat plan can provide over 15,000 m2 of building air-conditioning/heating load for each kilo- meter of roadway, but electric power is needed to run the system. Numerical research proved that the accumulation of hot water in the roadway for seasonal heating purposes （a temperature swing from 90 to 54 ℃） is a viable possibility. The CAES plan proposes using the discarded coal mine tunnel as a pea ing power station with an energy storage density over 7000 kj/m3. It can be concluded that presently abandoned coal mines could be reformed into future energy centers for a city.
文摘抽水蓄能和新型储能是实现碳达峰碳中和,支撑以新能源为主体新型电力系统的重要技术和基础装备。压缩空气储能(compressed air energy storage, CAES)是一种利用压缩空气作为介质来储存能量和发电的技术,是目前除抽水蓄能以外规模最大的物理储能方式,而硬岩浅埋型人工储气洞库选址灵活,具有规模化、商业化的发展潜力。面对我国大中型压缩空气储能电站开发建设形势和要求,结合国内外相关研究和工程实践经验,本文提出了硬岩条件下浅埋人工储气洞库整体稳定、局部稳定、循环稳定和密封层稳定的工程设计基本理念,总结提炼了洞库选址及地质勘探要求、埋深设计、储气库布置、结构设计、密封系统设计等方法,为压缩空气储能电站浅埋人工储气洞库设计提供借鉴和参考。
