GB/T 43687-2024 电力储能用压缩空气储能系统技术要求

ICS27180

CCSF.19

中华人民共和国国家标准

GB/T43687—2024

电力储能用压缩空气储能系统技术要求

Technicalrequirementsforcompressedairenergystoragesystemusedfor

electricalenergystorage

2024-03-15发布2024-10-01实施

国家市场监督管理总局发布

国家标准化管理委员会

GB/T43687—2024

目次

前言

…………………………Ⅰ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………2

总体要求

4…………………3

系统分类

5…………………3

系统性能

6…………………4

压缩储能系统

7……………4

储气系统

8…………………5

储换热系统

9………………5

膨胀释能系统

10……………6

电气系统

11…………………6

仪表与控制系统

12…………………………7

系统性能试验

13……………7

附录资料性压缩空气储能系统架构

A()………………19

GB/T43687—2024

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由中国电力企业联合会提出

。

本文件由全国电力储能标准化技术委员会归口

(SAC/TC550)。

本文件起草单位华能江苏能源开发有限公司中盐金坛盐化有限责任公司清华大学中国能源建

:、、、

设集团江苏省电力设计院有限公司南方电网科学研究院有限责任公司中国科学院工程热物理研究

、、

所中国电力工程顾问集团有限公司中能建数字科技集团有限公司西安热工研究院有限公司国网江

、、、、

苏省电力有限公司江苏方天电力技术有限公司沈鼓集团股份有限公司西安陕鼓动力股份有限公司

、、、、

东方电气集团东方汽轮机有限公司哈尔滨汽轮机厂有限责任公司中国特种设备检测研究院中盐华

、、、

能储能科技有限公司华能南京金陵发电有限公司中广核风电有限公司

、、。

本文件主要起草人曹庆伟梅生伟陈海生陈辉郭祚刚王国华李睿薛志恒杨宏宇张华良

:、、、、、、、、、、

倪煜陈来军丁辉王开柱牛晨晖蔺通陈永安翟璇赵博戴强晟吴斌刘小明侯佑松薛小代

、、、、、、、、、、、、、、

朱学成王斌王海涛梁文军张春琳方宇卢日时崔艳艳王伟锋靳志会郑天文张通刘通

、、、、、、、、、、、、、

杜云龙韩月峰万明忠邢乐强张鹏飞艾宏伟袁超顾文周根标李峻李文

、、、、、、、、、、。

Ⅰ

GB/T43687—2024

电力储能用压缩空气储能系统技术要求

1范围

本文件规定了电力储能用压缩空气储能系统的系统性能压缩储能系统储气系统储换热系统膨

、、、、

胀释能系统电气系统仪表与控制系统等技术要求描述了系统性能试验方法规定了系统分类要求

、、,,。

本文件适用于额定放电功率为且额定放电能量为及以上的压缩空气储能系

1MW2MW·h

统其他功率及能量的压缩空气储能系统参照执行

,。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

。,

件仅该日期对应的版本适用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于

,;,()

本文件

。

所有部分压力容器

GB/T150()

热交换器

GB/T151

石油产品热值测定法

GB/T384

用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第部分孔板

GB/T2624.22:

隐极同步发电机技术要求

GB/T7064

所有部分汽轮机热力性能验收试验规程

GB/T8117()

天然气取样导则

GB/T13609

天然气的组成分析气相色谱法

GB/T13610

继电保护和安全自动装置技术规程

GB/T14285

封闭管道中气体流量的测量涡轮流量计

GB/T18940

用气体涡轮流量计测量天然气流量

GB/T21391

石油石化及天然气工业流程用容积式回转压缩机

GB/T25357、

透平压缩机性能试验规程

GB/T25630

科里奥利质量流量计

GB/T31130

电网运行准则

GB/T31464

火力发电厂分散控制系统技术条件

GB/T36293

电力监控系统网络安全防护导则

GB/T36572

电力系统安全稳定导则

GB38755

电力系统网源协调技术导则

GB/T40594

电力装置的继电保护和自动装置设计规范

GB/T50062

电力装置电测量仪表装置设计规范

GB/T50063

输气管道工程设计规范

GB50251

电力通信运行管理规程

DL/T544

同步发电机励磁系统技术条件

DL/T843

厂站端同步相量应用技术规范

DL/T1402

电力系统网源协调技术规范

DL/T1870

1

GB/T43687—2024

电力储能基本术语

DL/T2528—2022

电力系统调度自动化设计规程

DL/T5003

电能量计量系统设计规程

DL/T5202

电力调度数据网络工程初步设计内容深度规定

DL/T5364

电力系统继电保护设计技术规范

DL/T5506

钢制压力容器分析设计标准

JB/T4732

铝制焊接容器

JB/T4734

所有部分石油化学和气体工业用轴流离心压缩机及膨胀机压缩机

JB/T6443()、、-

绕管式热交换器

NB/T10938

所有部分板式热交换器

NB/T47004()

铝制板翅式热交换器

NB/T47006

3术语和定义

界定的以及下列术语和定义适用于本文件

DL/T2528—2022。

31

.

压缩空气储能系统compressedairenergystoragesystemCAESS

;

通过空气介质的压缩和膨胀实现电能存储和释放的设备组合

,。

来源

[:DL/T2528—2022,4.3.1.2]

32

.

储气系统airstoragesystem

用于压缩空气充气存储放气的压力容器或地质空间及相应的设备组合

、、。

来源有修改

[:DL/T2528—2022,4.3.2.2,]

33

.

空气膨胀机airexpander

通过空气膨胀将空气热力学能转化为机械能的设备

。

34

.

压缩储能compressedenergystorageprocess

利用电能驱动压缩机获取高压空气从而储存能量的过程

,。

35

.

膨胀释能expansionenergyreleasingprocess

利用储气系统存储的高压空气驱动空气膨胀机带动发电机发电的过程

,。

36

.

储气系统工作压力区间workingpressurerangeofairstoragesystem

储气系统支撑压缩储能和膨胀释能正常工作的压力范围

。

37

.

储气系统工作上限压力upperlimitoperatingpressureofairstoragesystem

储气系统运行压力区间的上限值

。

38

.

储气系统工作下限压力lowerlimitoperatingpressureofairstoragesystem

储气系统运行压力区间的下限值

。

2

GB/T43687—2024

39

.

储气系统极限承压压力ultimatepressureofairstoragesystem

引起储气系统发生结构性破坏或者功能失效的承压压力值

。

310

.

膨胀机组额定功率ratedpowerofairexpanderunit

在规定条件下整套压缩空气储能系统可持续稳定输出的功率保证值

,。

注取值为配置的发电机额定功率

:。

311

.

压缩空气储能系统额定充电能量CAESSratedchargingpowercapacity

空气压缩机组通过向储气系统充入压缩空气将储气系统由工作下限压力提高至工作上限压力所

,

消耗的电能

。

312

.

压缩空气储能系统额定放电能量CAESSrateddischargingpowercapacity

空气膨胀机组利用储气系统释放的高压空气做功从储气系统工作上限压力膨胀至下限压力所释

,

放的电能

。

313

.

压缩空气储能系统循环综合效率CAESScomprehensiveenergyefficiency

储气系统工作下限压力至上限压力的压力区间内在一个压缩储能与膨胀释能的完整循环中压缩

,,

空气储能系统输出的冷热电等能量总和与输入的各种能量总和的比值

。

注用百分数表示

:。

314

.

压缩空气储能系统循环电效率CAESSround-tripelectricalefficiency

储气系统工作下限压力至上限压力的压力区间内在一个压缩储能与膨胀释能的完整循环中压缩

,,

空气储能系统在并网点处输出电能与输入电能的比值

。

注存在电能之外其他能量形式输入的折算成电能合并计算用百分数表示

:,。

315

.

压缩空气储能系统静置耗电量CAESSaveragedstandingenergyconsumption

充电或者发电结束后的系统静置期内压缩空气储能辅助系统从电网吸收用于维持机组热备用状

,

态而消耗的电量

。

4总体要求

41压缩空气储能系统应具备系统调峰调频紧急功率支撑电压控制跟踪计划曲线平滑功率输

.、、、、、

出电压暂降支撑备用电源供电中的一种或多种应用功能

、、。

42压缩空气储能系统应能接收并执行远方或就地功率控制指令并网性能满足

.,GB38755、

的相关要求

GB/T31464。

43压缩空气储能系统启停次数应不低于次且使用寿命应不少于年

.900030。

44压缩空气储能系统应在并网发电运行一年内完成性能试验

.。

5系统分类

51压缩空气储能系统按补充能量方式可分为

.:

非补热式压缩空气储能系统由压缩储能系统储气系统储换热系统膨胀释能系统仪表与

———,、、、、

3

GB/T43687—2024

控制系统电气系统及其他辅助和附属设施组成两种典型结构分别见附录的和

、,AA.1A.2;

补热式压缩空气储能系统由压缩储能系统储气系统补热设备与系统储换热系统膨胀释

———,、、、、

能系统仪表与控制系统电气系统及其他辅助和附属设施组成三种典型结构分别见

、、,A.3~

A.5。

52压缩空气储能系统按膨胀机组额定功率等级可分为

.:

小型压缩空气储能系统膨胀机组额定功率小于

———,10MW;

中型压缩空气储能系统膨胀机组额定功率不小于且小于

———,10MW,100MW;

大型压缩空气储能系统膨胀机组额定功率不小于

———,100MW。

6系统性能

61膨胀释能时间

.

压缩空气储能系统在额定功率下的膨胀释能时间宜不小于

2h。

62能量

.

压缩空气储能系统充电能量应不小于额定充电能量放电能量应不小于额定放电能量

,。

63循环综合效率

.

小型压缩空气储能系统循环综合效率宜不低于中型压缩空气储能系统循环综合效率宜不低

55%,

于大型压缩空气储能系统循环综合效率宜不低于

60%,65%。

64循环电效率

.

小型压缩空气储能系统循环电效率宜不低于中型压缩空气储能系统循环电效率宜不低于

50%,

大型压缩空气储能系统循环电效率宜不低于

55%,60%。

注不含液态压缩空气储能系统

:。

65静置耗电量

.

压缩空气储能系统静置耗电量应不大于额定静置耗电量

。

66放电爬坡率

.

补热式压缩空气储能系统放电爬坡率应不小于每分钟膨胀机组额定功率的非补热式压缩空

3%,

气储能系统放电爬坡率应不小于每分钟膨胀机组额定功率的

10%。

7压缩储能系统

71压缩储能系统应由进气空气过滤系统压缩机组系统换热分离系统放空消音系统以及压缩机组

.、、、

仪表及控制系统组成

。

72进气空气过滤系统整体压降应不超过以上颗粒去除率应不低于

.500Pa,2μm99.5%。

73压缩机组系统可采用透平式压缩机组或容积式压缩机组透平式压缩机组总体性能应满足

.。

所有部分要求容积式压缩机组总体性能应满足要求

JB/T6443(),GB/T25357。

74压缩机组用电动机的额定功率应不低于压缩机额定轴功率的

.110%。

75各段压缩机之间的换热分离系统宜设置气水分离器

.。

76压缩机流量与末级排气压力应与储气系统工作上限压力充电能量及压缩储能阶段运行时间相

.、

4

GB/T43687—2024

匹配

。

77压缩机型式应与空气流量压比以及储换热系统需求的排气温度等相配合型式满足以下要求

.、,:

当进气流量小于3时宜采用单线压缩模式压缩机按流量从小至大分别采用容

a)23500m/min,,

积式压缩机离心式压缩机和轴流式压缩机

、;

当压缩机首段进气流量不小于3时首段机组宜采用两台及以上压缩机并联的

b)23500m/min,

方案当选择多线并联时单线流量满足实际流量的倍

,,1.05。

78串联压缩机设备的末级排气压力应基于储气系统工作上限压力确定末级排气压头余量宜不低

.,

于

5%。

8储气系统

81储气系统应由储气装置承压设备或者地质空间进出口管道隔断阀安全阀等设备组成

.()、、、。

82储气系统应根据极限承压压力评估确定储气系统极限承压压力储气系统工作上限压力应小于储

.,

气系统极限承压压力

。

83储气系统的容量与工作上限压力应满足压缩空气储能系统的储气容量及压力要求储气系统工作

.,

压力区间内应能安全稳定运行

。

84储气系统工作压力区间应满足膨胀释能系统空气入口正常工作要求且应附加储气系统至膨胀释

.,

能系统入口的沿程阻力和各种其他因素引起的压力损失

。

85储气系统的储气量应满足一个储能周期内膨胀释能系统运行所需要的压缩空气用量要求应叠加

.,

充放气过程的温度波动影响

。

86储气系统应装设紧急泄压管及安全阀与进气总管排气总管之间应装设隔断阀

.,、。

87储气系统与膨胀释能系统之间宜装设压缩空气杂质脱除装置

.。

88人造承压设备采用压力容器形式时设备应满足所有部分要求采用管道形式时设

.,GB/T150();,

备应满足要求采用碳素钢和合金钢制造人造承压设备时许用应力应不高于材料屈服强

GB50251。,

度的倍人造承压设备的内壁宜进行涂层等防腐蚀处理

0.8。。

89储气系统宜装设形变泄漏可燃易爆气体检测等监测装置具备在线监测与报警功能

.、、,。

810充放气流速应校核最大压降率因素且满足储气系统的允许形变范围及结构稳定性要求

.,。

9储换热系统

91储换热系统应由换热器热载体储热系统热载体输送泵及相关附属管道等组成

.、、、。

92换热器的换热能力应满足压缩空气储能系统的温度压力流量等要求换热器可采用钢制