为缓解弃风问题带来的不利影响及提高风能的利用率,基于先进绝热压缩空气储能(Avanced Adiabatic Compressed Air Energy Storage,AA-CAES)技术,对输出功率为100 MW的蓄热式AA-CAES概念电站进行了初步设计,并对其进行了性能计算与经济性分析。性能计算结果表明,该电站年发电量约为1亿k W·h,弃风电量回收率约为62.64%,储能密度可达8.23 MJ/m3,蓄热效率为46.5%;经济性分析显示,该电站容量成本约为4,704.5元/k W;电站年运行成本约为4,402万元;电站年总效益可达27,232万元,年财务收益约2,573万元,年均利润率为2.34%。分析了储能购电价格变动对年运行费用及度电成本影响;得到了不同购电价格下,成本回收年限与释能电价的变化情况,为电站上网电价的定价提供参考。
储气室是先进绝热压缩空气储能系统(AA-CAES)中主要的储气装置,其特性对储气室内空气的温度和压力变化有重要影响。为了更加准确地描述系统运行过程中储气室内空气的热力变化过程并探究储气室热力学特性对系统性能参数的影响,本文建立壁面温度恒定的非绝热储气室模型,联合系统其他部件模型,求解AA-CAES系统热力学模型。分析模型求解结果可以发现,在设计系统参数下,储能效率为0.5839,储能密度为1.5954 k W·h/m^3,在运行过程中储气室整体表现为对外放热;绝热模型下系统储能效率最高,恒温模型下系统储能密度最大,在实际运行中系统性能参数较低,因此储气室热力特性有待优化;提高储能和释能功率可以使储能效率提升,其中储能功率变化对储能效率的影响更大。
先进绝热压缩空气储能系统(advanced adiabatic compressed air energy storage system,AA-CAES)是一种大规模电能存储与转化技术,对可再生能源并网及电网调峰有重要作用。为了研究蓄热系统结构布置、运行方式对储能系统性能的影响,对蓄热系统热力学模型进行分析并在传统结构的基础上提出带高温蓄热系统的AA-CAES。结果表明:压气机与膨胀机级数相近时,储能效率最高,级数差别越大效率越低;当压气机与膨胀机级数相等时,随着级数的增加,储能密度逐渐降低;当换热器中水的热容率与空气热容率接近相等时,储能效率最高;带高温蓄热系统的AA-CAES能够获得更大的储能密度,系统运行灵活性也增强,但储能效率有所下降。
