不同运行方案下AA-CAES系统性能分析及优化

李 鹏， 李国能， 苏 航， 沈明轩， 胡庆亚， 韩中合

(1.华北电力大学 能源动力与机械工程学院，河北保定 071003；2.华北电力大学 河北省低碳高效发电技术重点实验室，河北保定 071003)

控制化石能源总量，提高能源利用效率，实施可再生能源替代行动，构建清洁低碳安全高效的能源体系，是实现碳达峰和碳中和目标的重要举措[1]。为此，有必要大力发展新能源发电技术[2]，然而太阳能、风能等新能源的间歇性特点给电力系统带来巨大冲击，威胁电网安全，储能技术可以有效地解决此类问题[2]。目前常用的储能方式主要有抽水蓄能、蓄电池和超导磁储能以及压缩空气储能(CAES)等，其中CAES技术造价低、容量大、寿命长，具有较好的应用前景[3]。传统的CAES系统需要燃烧化石燃料，没有蓄热器，此外，膨胀做功后的高温废气直接排放，造成能源浪费和环境污染[4]。为了消除化石能源对环境的污染，无化石燃料消耗的先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)系统应运而生，其利用储存的压缩热加热储气室出口的高压空气[5]。

国内外学者针对AA-CAES系统的优化设计进行了大量的研究。王妍等[6]提出了一种与煤电机组耦合的AA-CAES系统，结果表明通过耦合先进压缩空气储能系统，可使煤电机组效率提升5%。黄恩和等[7]以降低排气损失来提高系统效率为目标，提出了一种基于储热介质和排气温度的通用压缩膨胀级数及其参数配置方案，相比于常规等压比设计方式，该方案的系统热量利用和循环效率更优，设计灵活性更强。……