压缩空气储能系统设计及其热力学分析

邓广义，郭祚刚, ，陈光明

（1中国能源建设集团广东省电力设计研究院，广东 广州 510663；2浙江大学制冷与低温研究所，浙江 杭州 310027）

作为清洁与可再生资源，风能资源的开发与利用正受到越来越多的关注。据全球风能协会公布的数据[1]，2010年世界范围内风电的累计装机容量为194.69 GW，美国总装机容量为40.18 GW，中国总装机容量为42.29 GW，中国风电装机容量位居全球第一位。中国在2011年继续保持风电装机容量高增长趋势，至 2011年底国内风电装机总量已增至62.93 GW[2]。伴随着风电快速发展，风电并网难题逐步显现。2011年中国弃风数据统计显示[3]，蒙东地区的弃风率已经高达22.99%，吉林省的风电弃风率也高达20.49%，弃风现象已成为制约风电产业进一步发展的瓶颈问题。

电力储存技术可借由储能介质在电网负荷低谷期对过剩电力或劣质电力进行储存，进而在电网负荷高峰期将储存的能量以优质电力进行输出。常见的电力储存技术主要包括电池储能[4]、超级电容器储能[5-6]、飞轮储能[7]、超导电磁储能[8]、抽水蓄能以及压缩空气储能技术[9-11]。抽水蓄能与压缩空气储能（CAES）具备电力大规模储存的能力，两者之中，压缩空气储能技术具有适合水资源匮乏区域使用的特性。世界上第一座压缩空气储能电站于1978年在德国Huntorf投入商业运营，机组输出功率为290 MW，电站的能量转换效率为43%[12]。美国于1991年在Alabama州投运了世界第二座压缩空气电站，机组输出功率为110 MW，电站在德国Huntorf电厂设计经验基础上采用了烟气回热技术，储能电站效率提升至 54%[13]。……