压缩空气储能示范进展及商业应用场景综述

及其商业应用场景进行了分析与综述。通过梳理国内致力于压缩空气储能技术示范的研究团队及其技术特点，较为全

面地反映了国内压缩空气储能技术的发展方向；在此基［上，介绍了已投运数十年的德国汉特福及美国阿拉巴马K两 座商业化压缩空气储能电站的配置参数及运行经验，综述了近年来国内外针对多种新型压缩空气储能技术的示范进展 状况。结合压缩空气储能技术梳理、商业化储能电站回顾及新型压缩空气储能技术示范进展综述三方面的工作，可为

国内压缩空气储能技术发展及国家多部委大力推动的储能行业发展提供借鉴。最后，从电源侧储能、电网侧储能及用

户侧储能三类应用场景分析了压缩空气储能技术的适应性及应用潜力。［结果］德国及美国两座商业化压缩空气储能 电站数十年的可靠运行经验,检验了压缩空气储能电站长期运行的可靠性。与L同时，国内自500 kW至10 MW等多 容量规模压缩空气储能示范工程的先后投建，表明此项储能技术在国内已实现由理论研究阶段向示范验证阶段的突

破。［结论］在当下政策环境，用户侧峰谷电价政策是较为典型的储能应用场景边界条件，在压缩空气储能技术推广 中可以重点考虑。关键词：压缩空气储能；汉特福储能站；示范进展；商业应用场景

中图分类号：TK02 文献标志码：A 文章编号：2090-8676（2016）03-0016-10开放科学（资源服务）标识码（OSID）:Review on Demonstration Progress and Commercial Application Scenarios

of Compressed Air Energy Storage SystemGUO Zuogang & MA Xiyuan & LEI Jinyong, YUAN Zhiyong

(Electric Power Research Institute, CSG, Guangzhou 010663 , China)Abstract: (Introduction] In receni years, the attention paid u the developmeni of energy storage technology and energy storage in­dustry has continued to heat up. (Method] Review of compressed air energy storage technology (CAES) progress and Os commer­cial application scenarios have been summarized in this papec CAES research teams and their technicel characteristics were summa­rized , which reflected the development direction of CAES technology. Meanwhile, the configuration paemetfs and operation experi- encc of two commercial CAES power stations (Huntori station and Alabama station) were introduced. The demonstration progress of vaecousnew CAESeechnologceswasalso eevcewed(Theseeevcew on CAESeechnologces, commeeccalpoweeseaeconsand demonseea0 tion stations can provide referend for the development of domestic CAES technology and the development of energy storage industry promoted by national ministries in China. At the end of this paper, the adaptability and application potential of CAES technology were analyzed from three aspects: electricita generation side energy storage, grid side energy storage and user side energy storage. (Re­selt] The two CAES power stations in Germany and the United States have tested the long-term reliability of CAES power plants. The CAES demonstration projects with capacity from 500 kW to 10 MW have been built in China. It indicates that this energy storage technology has achieved breakthroughs from the theoreticai research stage to the demonstration verification stage in China. (Conclu­sion] In the cfrent policy environment, the user-side peak-to-valley electricita pica policy is a typical boundary condition for energy storage application scenarios, which can be considered in the application of CAES technology.Key words: compressed air energy storage technology (CAES) ； Huntori CAES station ； demonstration stations progress ； commercial application scenarios.能源是国民经济赖以发展的物质基础，依据

收稿日期：2210-06-22

修回日期：2210-00-16基金项目：南方电网公司科技项目“面向多能互补的区域综合能源系统的计算分析与规划关键技术研究”（ZBKJXM22160000）《可再生能源发展“十三五”规划》设定的发展目标,

非化石能源占一次能源消费比重在2020年与2033

18南方能源建设第6卷年将分别达到15%与20% ,至2020年全国可再生

能源发电装机容量将达到682 GW,可再生能源发

侧储能站场景为切入点开展了压缩空气储能技术的

商业场景适用性分析，为压缩空气储能技术发展提 供借鉴*电电量将占据发电总量的07% ［1］ *具备波动性及间歇性特点的可再生能源电能大

规模并网，对电力系统安全稳定运行水平提出了更

1储能市场及储能技术根据《储能产业研究白皮书219》公布的储能 预测数据⑷，至2025年我国的抽水蓄能累计装机

高要求。作为智能电网的重要组成部分，储能技术 能够为电网运行提供调峰、调频及黑启动等多种服

务，能够显著提高电力系统的灵活性及安全性*压 缩空气储能技术是一种可以大容量推广的物理储能

技术，为促进压缩空气储能技术发展，北京市科学 技术委员会、广东省自然科学基金、“十二五”国家

容量将达到99 GW，至2023年我国的电化学储能

累计装机容量将达到22 GW*截至2213年底，我国的储能装机累计容量已

经达到33 3GW，其中抽水蓄能电站累计容量为

29.99 GW，电化学储能电站的累计装机容量为 3 272 0 GW,电化学储能电站中的锂离子电池储能

科技计划先进能源技术领域2213年度项目指南及

国家重点研发计划高新领域2213年度项目指南等 科技渠道均对先进压缩空气储能技术进行了资助* 国家发改委及国家能源局等多部委联合于2213年9 月发布的《关于促进储能技术与产业发展的指导意

见（发改能源〔2213 0 1301号）》明确提出开展#

累计装机容量最高，锂离子电池储能累计装机容量

为75& 8 MW。相对于装机容量快速增长的电化学

储能站，可大容量推广的压缩空气储能技术近年来 处于快速发展中，国内已建成502 kW容量等级⑸，

3 3 MW容量等级［6］及3 MW容量等级⑺等多种

MW/132 MWh级超临界压缩空气储能系统研发及

示范［2］，于219年6月进一步发布的《贯彻落实 1关于促进储能技术与产业发展的指导意见〉219 -

2020年行动计划》提出重点推进大容量压缩空气储

容量规模的压缩空气储能示范电站，完成了多容量

等级的技术 证 *储能技术包括机械储能及电化学储能两大类，

能等重大先进技术项目建设，推动百兆瓦压缩空气 储能项目实现验证示范⑶*本文针对《关于促进储能技术与产业发展的指

其中大容量的机械储能技术主要包括抽水蓄能及压

缩空气储能；大容量的电化学储能技术主要包括锂 离子电池及铅炭电池等；典型的能量型储能技术及

其优缺点如表3所示*导意见》中涉及的压缩空气储能技术进行综述，梳 理了国内致力于压缩空气储能技术工程示范的研发 团队及其技术，在此基础上介绍全球两座大容量商

业化压缩空气储能电站的运行情况，跟踪国内外新 型压缩空气储能技术的工程示范最新进展，以较全

2国内压缩空气储能研发团队及其技术2. 1中科院工程热物理研究所储能团队中科院工程热物理研究所设立了储能研发中 心，由陈海生研究员担任储能研发中心主任，承担

面的视角对已投运多年的商业化储能站运行经验及

近年来压缩空气储能技术的发展状况进行综述，同

时以电源侧储能站场景、电网侧储能站场景及用户

了包括国家重点研发计划项目“ 3 MW级先进压缩 空气 能技术研发 示 ” 京市 技计划表1典型的能量型储能技术Tab. 1 Typical energy storagetech nologies储能技术类型效率/%70-7250~70寿命/年42~6633 -44容量等级优点点机械储能抽水蓄能压缩空气储能锂离子电池数百兆瓦时数百兆瓦时寿命长、性能稳定寿命长、性能稳定能量密度大全选址困难&建设周期长大型储气洞穴选址困难80 ~990~130~133 -30数 兆瓦数 兆瓦数 兆瓦兆瓦成本高、安全风险能量密度低需较高温度下运行，安全风险电化学全饥液流电池72-8072 ~99储能钠硫电池响应快性价比高、技术成熟铅碳电池70-993-8寿命短、污染问题第3期郭祚刚，等：压缩空气储能示范进展及商业应用场景综述19“大 进压缩空气储能系统研发与示范”等在内

，已建 9.5 MW级9座（系统效力 液态 压缩空气 能技术的研发， 能 队 在 压

的多项压缩空气储能研

缩空气储能领域

专利之一为“

多项发 利授权，代表压缩空气储能示范项目9座（系统效率52% （门）及

9 MW级压缩空气储能系统示

压型的深冷液态空气储能系统叽9。另据报道（⑹，全球能源互联网研究院

压缩空气储能团队在江苏吴江区同里镇开展500

率60.2% （*）,储能团队代表性专利之一为“超临 界压缩空气储能系统刘。2.2南网科研院新能源与综合能源团队kWh的液态压缩空气储能示范工程建设。方电 研 新能源与综合能源团队在风电、储能、微电 综合能源等领域 技

术积累。新能源与综合能源团队成员 在压缩空气储能领域 多年研发 ，现为方电

网公司大容量储能重大科研团队成员。2019年

研发新型压缩空气能技术，完 新型压缩空气储能 课题,同时承 包括广东省自然 基金在内的多项压缩空气储能课题，从市 推广角度研发新型压缩空气储能技术（9_19o在新型压缩空气储能

技术研发过程中，通过引入喷射调压系统

压阀调压存在较大压力能损失的技术缺陷，较大幅 度提升储能系统性能，代表 利之一为“压缩空气储能系统”2。2.3

学电 储能团队清华大学电机系压缩空气储能团队

生伟教授担任负 ，

湖高新区的“ 500 kW压缩空气储能系统示

”课题， 所需的3 000万资

国家电 资，

2019年9月首次发电成功（2,⑶。据文献报道[⑷，“500 kW压

缩空气储能系统示

”的最大发电功率达到了420 kW，单

发电量为360 kWh， 能效率为33 % o 清 大 电 系 能 队 的 表 利 之

为“一种50 MW绝热压缩空气储能方法”〔⑸*2.4中科院过程工程研究所储能团队丁 教授 任利兹大学-中 过程工程研究所 能技术研究中心首任主任，现为国 大学-国家电网全球能源互

洲研

室共同（创建）主任。丁

教授能团队利用液态空气 度大 存的点，研发液态空气储能技术，储能 队代表性 专利之一为“液态空气储能系统能效提 方法,,[9）。2. 5国网全球能源互联网研究院储能团队国家电网的全球能源互 研 能团队致3商业化压缩空气储能电站3. 1德国汉特福商业化压缩空气储能电站德国 （Huntorf）压缩空气储能电站是全球首座投入

的压缩空气储能电站，富在 1978 年服役。Fritz Crotogino 等人（在 2009 年

美国Florida州举办的春季会议上分

德国 :电站自1978年至2009年的20余年

，同时提供 能电站的 数。能电站流程示意图如图9所示，汉特

能电站的航拍 照片如图0所示。储能电站包括 地 气洞穴，在电能储存时空气压缩机消耗电能制备高压力的空气并注入

地 气洞穴中；在电能输出时，地

气洞穴内高压力空气经过阀门稳压

压力稳定，在 器内与天然气

温度提

进入膨胀。 能电站的两台 之

设置了燃器，末级 的高温乏气 过 放。德国汉特福储能电站流程示意图Fig. 1 Schematic diagram of the Huntorf CAES power

station ia Germany文献（#7） 提供的 德国 电 的 数如表0所示，储能电 照电能输出与电能储存阶段

空气质量流速比为4 : 9进行设计，储能电站可连 续储能9 h，连续输出电能3 h。20

南方能源建设第6卷图2德国汉特福储能电站航拍图Fig. 2 Aerial photo of the Huntorf CAES power station

in Germany表2德国汉特福储能电站配置参数Tab. 2 Configuration parameters ot Huntorf CAES statian指标类别指标数值电能储存容量/(MW - MWh \"9)60 / 720电能输出容量/(MW - MWh一9)290 / 878压缩机组空气流量/(kg • s' 9 )190膨胀机组空气流量/(kg • s' 9 )498

膨胀机与压缩机空气流量比/约4 ： 8地下储气洞穴01容积/m3940000地下储气洞穴02容积/ m39*0000洞穴深度(顶部-底部)/m650 〜850洞穴最大内径/m60洞 气流出 sm22\"洞穴运行压力区间/bar43〜8\"洞穴允许最大压降速率/(bar • h一9 )90

德国 能电站的压缩机组年的启动次数如图3所示。在 之初，

能电主要充 备用电源

，当电内其他电源出

，向电网提供 出支持，

的动可 为97.6%，截止 能电站仍在(#-20)o在1978年首 用时，储能电站的压缩

就启动将近400次，

发电 动次数超过250次；到1978年， 发电

动次数达到了 450次左右。自#70年之后， 压缩空气储能电站所在的电 入了大容量的抽水蓄能电站，电网减少

压缩空气储能电站的调用o德国

压缩空气储能电站在电能输出阶段，储气洞穴内空气温度 压缩空气以4# kg/s

的质量流速持续释放 ，温度 幅度约20 °C，储气洞穴内压力及温度变化 如图4图3德国汉特福储能电站年度启动次数Fig. 3 Annual storhing numbea ot Huntorf CAES stahionFig. 4 Trend ot prassura and temperatura in caveaa during aO

releasing process

所示。在储气洞 入气流及流出气流过程中，储

气洞穴内压缩空气与洞

9 m厚度左右的岩石层存在热交换行为(⑼o3.2美国阿拉巴马商业化压缩空气储能电站全球投入商业运营的第二座压缩空气储能电

站位于美国阿拉巴马州(Alabama)，该储能电站 在德国 能电站的基础气余热再利用系统，通过在 气烟道上布换热器将 气 热量 给储气洞穴释放的压缩空气气流，节省天然气耗量。第3期郭祚刚，等：压缩空气储能示范进展及商业应用场景综述21MWh规模的液态空气储能示范项目于2019年6月

投入运行，

国Highview Power公司与Viridor公司合作开发(24) *该项目获得了 800万英

图5美国阿拉巴马储能电站航拍照片Fig. 5 Aerial photo of the Alabama CAES station in USA图6美国阿拉巴马储能电站内景照片Fig. 6 Inner photo ot the Alabama CAES station in USA美国 马州压缩空气储能电 拍照如图5所示，储能电站内景照片如图6所示。

马能电 1991年投入

，压缩 •功率为50 MW, 发电 出功率为99 MW,地下储气洞穴总容积为5( X195 m3,储气洞穴在 地表 450 m,能 连续储能41 h,连续对外输 出电能 26 h(29 -22)O4国内外压缩空气储能示范工程及进展4. 1日本北海道压缩空气储能示范项目日本北海道空 在2001年建出功率为2 MW的压缩空气储能示

程，％ MPd的压缩空气被储存在储气设备当中，储气设备的内

腔安放了 Air-tight薄膜以防止空气泄露(23) *另据报 道(20，北海道2 MW压缩空气储能示范项目是日 本正在开发的容量440 MW机组的示范性中间机,440 MW容量的大型储能电将利用地表450 m

的煤矿洞 为储气洞穴*4.2英国曼彻斯特液态空气储能示范项目如图7所示位 国曼彻斯特的5 MW/19的英国政府资

持，利用电网过剩电能制备液态空气(-96 °C),液态空气在隔热的真空

内进

存备用，在电能释放阶段液态空气经过加压后气化，驱动 出电能*图7英国曼彻斯特液态空气储能示范项目Fig. 7 LiguiO air storage demonstration project in Manchestor另据报道(，英国液态空气储能开发商High­

view Power公司在

同额约9亿欧元的 议，预计在英国选

地点进 部署大容量的液态空气储能系统*4.3 南澳大利亚州压缩空气储能示范项目2019年2月，澳大利亚可再生能源

为大利 压缩空气储能示 提供约600万的资金支持* 达能源商Hydrostor公司将南大利 的 废弃锌矿洞穴改造为地 气洞,依 洞穴建设容量为5 MW/19 MWh的压缩

空气储能示范电站(2),如图0所示。该5 MW/19

MWh 压缩空气 能示 电 建 ， 将为 大利

亚州电网提供 助调频等电力服务*图8 5 MW/10 MWh压缩空气储能示范项目效果图Fig. 8 Rendering ot the 5 MW/10 MWh comprassed aO

en eroy storage demonstration project O South Austrolig22

南方能源建设第6卷4. 4河北廊坊1.5 MW超临界压缩空气储能示范国内 1.9 MW超临界压缩空气储能系统中 程热物理研究所承担的北京市科技计划费#6重大课题“超临界压缩空气储能系统研制” 资助，于2011年在

1. 9 MW超临界压缩空气储能系统完

建成。据报道，河北h 试， 达到或超过课题考核指标要求，储能系统效率约52% (26 -27)o图9廊坊1.5 MW超临界压缩空气储能示范Fig. 9 1.5 MW super-critical CAES demonstrationproject in Langfang4. 5安徽芜湖500 kW压缩空气储能示范项目湖500 kW压缩空气储能示

国家电网投资3 000万元兴建，如图#所•。项目技

术

单位包括中国

理化技术研究所、清大学电机系储能团队及中国电力

研 等单位，项目于2014年#月首次发电成功(8，#，22)o据

文献报道(⑷，“500 kW压缩空气储能系统示范项 ”的能效率为33 %。4. 6贵州毕节10 MW压

气储能验证平台# MW压缩空气储能示

台由中程热物理研究所研制，如 #所•*示台得到了国家重点研发计划 “ # MW级先进压缩空气储能技术研发与•范” 京市科技计划“大

进压缩空气储能系统研发与•范”等课题经费支持。据报道，

# MW压缩空气储能示 台在2017年5月 系统 调试(2)，压缩空气储能示范平台在额定工况下的效

率为 60.2% (*。4.7 国网江苏同里500 kW液态空气储能示范

项目国家电网在江苏省苏州市吴江区同里镇建设

500 kW液态空气储能示

，可为园区提供500(a )压缩机系统(b)压缩空气储罐(c )膨胀机组发电系统图10安徽芜湖500 kW压缩空气储能示范项目Fig. 10 500 kW CAES demonstration project in Wuhu DistrictkWh电力，夏季供冷量约2. 9 GJ/天，冬季供暖量

约4. 9 GJ/天(⑻*液态空气储能示范项目包括压缩

液化单元、蓄冷及蓄热单元、

发电单元,效果如图#所示。4. 8中盐金坛60 MW盐穴压

气储能示范项目中盐金坛60 MW盐穴压缩空气储能示 I目位于江苏省常州市

镇，储能系统设计效率为58.9% (30)。项目采用中盐集团地下盐矿采盐

形成的废弃空 为储气空间,首 资5.34亿

元建设 60 MW盐穴非补燃压缩空气储能系统,

将分期建设

量达 瓦的压缩空气第3期郭祚刚，等：压缩空气储能示范进展及商业应用场景综述23位置可分为电源 能、电 能及用 能型。电源 能是 能 入位置位于电源（或发电厂）与电 结算的关口表计之后，储能站

图11贵州毕节10 MW压缩空气储能示范平台Fig. 11

10 MW CAES demonstration project in Bijie注：1、压缩机组；2、空气净化装置；3、液化装置及制冷膨胀

机；4、储液装置；5、低温泵；6、蒸发器；7、膨胀机电机组； 8、储热装置；9、蓄冷装置；10、漠化锂冷热双供机组。图12同里500 kW液态空气储能项目效果图Fig. 12 3D randering of 500 kW liguiO energy storage

demonstration project in Tongli town储能基地，项目总投资为#亿元（3#* \"盐穴压缩 空气储能国家试验示 ”由中盐集团、清华大中国华能三方共同投资建设，

2017年5月27日获国家能源局批复，于2117年7月

25日开工建设，预计于2020年5月投产

运行（31-33）o

5压缩空气储能电站应用场景分析压缩空气储能技术

能量型储能技术，压缩空气储能电站的 用 能电站的接入电源侧资产；电 能是 能

入电 电网，储能

电力调度机构的统一调度，

电的安全稳定 ；用 能是能 入位置位于用 关口表计之后，储能用 资产，等效为用

负荷，通过用户关 表计 电 结算 o

用 的 能资产 条件存在

，储能的功能及式也存在显著

。5. 1电源侧储能站场景压缩空气储能电站在电源侧的用途可用于提供

调峰调频等辅助 。 方电 域为例，广东省

建立调 助 市场， 调的发电机的调 助 的调 率、卩间、调节量偏差和调节里程均有关系（珂。储能站

可以同常 力发电

体的形式，实现调峰调 能，提 电厂AGC调 能，一方 面减少常 力发电 繁变化，降低煤耗，减少 设备 ， 设备寿命， 方发挥压

缩空气储能电

短，调 率快、调 '度高、寿命长等技术特点。压缩空气储能电站在电

源 的 源 调 调 等 助

的。夕卜， 风电、光伏等新能源出力 季节和 ，利用压缩空气储能电站促进新能源消

在技术

备可

， 可 分析，要 的 量极大且年利用小时数十分有限，因此暂不具备经济性（3）。5.2电网侧储能站场景压缩空气储能电站在电

的用途主要包括调调频、 动、缓 电 缓 电设备投资、提高供电可

等。 动是 电力系统因发生

止 ，通过

动能力的 率 动，带动

动能力的 复运，进达到恢复 电力系统的目的。缓电 在

电线路

能站，在

电线路

负荷超过线路容量时，启用 能站进行调。因电 电设备容量需满足用

最大负荷， 在高

段短暂负荷超出 电设备量的电

，进电网全 级及扩建的成本高昂， 过 能站能够显著延缓

电

24南方能源建设第6卷设备扩容进度。提髙供电可靠性是指，压缩空气储 电能释放，便能够获得基于峰谷电价用电成本管理

能电站可以作为配电网负荷转供电的一种备用电

的稳定收益*若配置电能输出规模为# MW的压

缩空气储能电站，每日在高峰时段释放电能持续4 h，则总释放电能为8.2GWh/月，节约电度电价费

源，当上级电网停电或邻近配电线路故障时，通过

转供电为重要负荷持续供电，从而提高供电可 靠性。电网侧储能由于发挥保底电网功能，商业模式

用约99. 45万元/月*5.3.3基于两部制电价的容量费用管理场景主要是通过将储能站投资及运行费用纳入电网输配

电价进行核定。但是，目前国家出台的输配电系列

用户侧储能站除在电度电价方面产生稳定的收

益外，还能基于现行的两部制电价政策产生基于容

量费用管理的收益*再次以广州市的分时电价为

核定政策暂未松动，短期内电网侧储能难以大量纳

入电网输配电价核定范围*因此可以预见，未来一

段时间电网侧压缩空气储能仍然主要以带有“首台

首套”性质的科研示范为主，距离规模化应用尚需

时间*5.3用户侧储能站场景用户侧作为电能发-输-配-变-用的最后一

个环节，直接消费电能以服务社会经济发展*储能 站在用户侧的场景由降低用电成本及提高用户侧电

能可靠性等需求基础上演化而来*压缩空气储能电站具备安全、无污染、机组寿 命长及机组性能稳定等特点，特别是采用罐式结构

的压缩空气储能具有空间上的灵活性，结合用户侧

峰谷电价和两部制电价，可在用户侧降低用电成本 并提高用电可靠性，压缩空气储能站的用途及场景

主要包括：基于峰谷电价的用电成本管理场景，基

于两部制电价的容量费用管理场景，基于提升电能

质量及用电可靠性的场景、参与电力辅助服务市场*5.3.1基于峰谷电价的用电成本管理场景工业用户的电能需求特点与其生产工艺特点相

关联，工业用户的电能消费具有用电量大及负荷需 求相对刚性等特点，在满足工艺生产的前提下，如

何降低用电成本是工业用户成本控制的核心环节*我国包括广东省在内的部分省份对工业用户实

施两部制分时电价，且区分大工业用电及一般工商

业用电。以广州市分时电价为例［&］，全天24 h被

划分为％ h的低谷时段，6 h的高峰时段及# h的

平时段* 一般工商业电度电价（# kV kV）的低谷电价为0. 360 3元/kWh，平时段电价为0. 720 6

元/kWh,高峰电价为# 789元/kWh,高峰电价与

低谷电价的峰谷电差价达到0. 828 2元/kWh*在此

边界条件下，用户侧储能采用能量型的压缩空气储

能电站在低谷时段进行电能储存，在高峰时段进行

例， 大 用 部 电 政策， 基本电及电度电价*基本电价可选择按变压器容量（元/

kVA •月）或者按最大需量（元/kW -月）两种方式

进行结算，其中广州市大工业用户现行的按变压器

容量（元/kVA -月）结算标准为0.236元/kVA -

月，按最大需量（元/kW -月）结算标准为0. 320元

kW •月*通过配置压缩空气储能电站在大工业用 户的负荷需求高峰时段，以储能站输出功率降低最

大需量（元/kW •月）值，达到减少大工业用户的基 本电价费用（即容量费用）的支出*若配置电能输出

规模为8 MW的压缩空气储能电站，可为单个大

工业用户节省的容量费用为2 200元/月*

5.3.3基于提升电能质量及用电可靠性的场景由于电力系统发电侧接入包括风力发电及光伏

发电等间歇性可再生能源电能，电力系统用户侧负 荷的类型及负荷性质也存在多样性，因而用户侧在

电力系统失衡时会面临电压波动及频率偏差等电能 质量问题；此外，在发生停电故障等状况时，用户 侧用电也将面临供电中断等问题*通过在用户侧配

置压缩空气储能电站，可参与用户侧电能质量调

节，同时在电网发生短时间停电故障时，持续为用

户侧供电，提升电能质量及用电可靠性*

5.3.4参与电力辅助服务市场场景用 压缩空气 能电 在满足 用 的用

电 本 理 的同 ， 备 电 调 调

频等辅助服务市场的潜力*依据南方能监局发布的 《广东调频辅助服务市场交易规则（试行）》［3］，配

置自动发电控制装置（简称AGC）的储能站可作为方 助 提供 广 东 调 助 市场，可获得调频里程补偿及调频容量补偿*由于用

户侧压缩空气储能电站已享受了峰谷电价套利，从

体制机制上目前暂不认可用户侧储能身份参与调频

市场*但是，从物理概念层面，压缩空气储能并非

第3期郭祚刚，等：压缩空气储能示范进展及商业应用场景综述25

全天均运行在削峰填谷模式下&部分时段具备参与 调频辅助服务的空余时间和容量，因此亟待出台相

国家能源局(关于促进储能技术与产业发展的指导意见(发 改能源〔2017]1709 号[EB]. (2219-07-09 )[2219-08-22].[3]

关实施细则，以界定用户侧压缩空气储能电站参与

国家发展改革委，科学技术部，工业和信息化部，国家能源 局(关于印发《贯彻落实 ＜关于促进储能技术与产业发展的

调频辅助服务的运行规则和结算方式。指导意见＞2019—2122年行动计划》的通知：发改办能源

[22 9 90725 号[EB]. (22 9 7-06-0 9 )[22 9 7-08-22].6结论本文在储能技术及储能产业蓬勃发展的新形势

[4] 中国能源研究会储能专委会，中关村储能产业技术联盟(储

能产业研究白皮书229 9(摘要版)[R].北京：中国能源研 究会储能专委会，29 9.下，梳理了国内致力于压缩空气储能技术示范验证 的研究团队及其技术特点，同时跟踪了国内外压缩

空气储能示范项目的进展情况，分析了压缩空气储

能技术潜在的商业应用场景，得出如下结论：1 %国内压缩空气储能技术近年来处于蓬勃发展

阶段，超临界压缩空气储能技术、绝热压缩空气储

能技术及液态压缩空气储能技术均有研究覆盖，与

此同时，500 kW容量等级、1( MW容量等级及

1 MW容量等级的压缩空气储能示范工程均已建

成，实现了压缩空气储能技术由理论研究阶段向示 范验证阶段的突破。19782)年投运的德国汉特福压缩空气储能电

站及979年投运的美国阿拉巴马储能电站，经历 了数十年的商业化运行验证，两座商业化储能电站

的可靠运行经验对国内压缩空气储能技术商业化应

用具有借鉴意义。3 %作为能量型储能技术的压缩空气储能技术,

具有机组寿命周期内性能不衰减的优势，在电源侧

储能、电网侧储能及用户侧储能三类场景中均有广

泛应用前景*+ )电源侧储能应用场景下，压缩空气储能站以

参与调峰调频等辅助服务为主要应用场景*电网侧

储能应用场景下，压缩空气储能电站用途主要包括 调峰调频、黑启动、缓解输配电阻塞及延缓输配电

设备投资、提高供电可靠性等，发挥保底电网作

用*用户侧储能应用场景下，压缩空气储能站立足

于满足用户降低用电成本及提高用电可靠性的需

求，具体可包括基于峰谷电价的用电成本管理场 景，基于两部制电价的容量费用管理场景，基于提 升电能质量及用电可靠性的场景、参与电力辅助服

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压缩空气储能技术(e-mail) guozg @ csg. cn； gzg!82@ zju. edu. cn。马溪原男，黑龙江伊春人，高级工程师，博士，研究方向

为新能源及综合能源技术(e-mail)maxy@csg. cn。雷金勇1997-,男，广东惠州人，教授级高级工程师，博士，研究

方向为分布式能源、配电网及综合能源系统(e-mail) leijy

@ csg. cn。袁智勇l-?/-,男，湖北黄冈人，教授级高级工程师，博士，主要 研究方向为智能电网和综合能源系统(e-mail) yuanzy1

@ csg. cn。(责任编辑郑文棠)