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作者：李广阔 ¹，陈来军¹ ，郑天文 ¹，梅生伟¹ ，范越² ，卢强¹ 

单位：1. 清华大学；2. 国网青海省电力公司

压缩空气储能系统除承担基本调峰任务外还具备为电网提供动态无功支撑的潜力。同时，通过发电模式与调相模式的平滑切换，可避免透平发电机组频繁启停导致的转子轴系损伤，对延长机组的使用寿命大有裨益。

本文主要从技术原理、设计思路、性能评估、算例分析等方面探索并验证了压缩空气储能系统调相运行的有效性。

AA-CAES系统典型运行方式主要包括压缩储能和释能发电两种模式（如图1所示）。储能时，利用弃风电、弃光电、低谷电等驱动压缩机，采用储热子系统回收压缩热，解耦存储压缩热能和高压空气势能；释能时，通过储热子系统预热透平的进气温度，经绝热膨胀实现压缩热能和高压空气势能的耦合释能发电。

⬆图1 AA-CAES原理示意图

依本文设计思路，压缩空气储能共有三种运行模式（如图2所示）。

⬆图2  AA-CAES系统运行模式示意

无功调节能力

⬆图3  CAES和SVC无功补偿效果对比

由于CAES励磁系统具有一定的强励和过载能力，在故障瞬间可以向电网注入更多无功，因此CAES较SVC具有更好的瞬态特性。

寿命损耗

⬆图4  等效运行时间对比

由于避免了日常启停过程大大降低了等效运行小时数，故引入调相模式可有效减小机组的运维量。

储气压力变化

⬆图5  储气库压力变化曲线

一天的运行周期结束后，储气库内空气的压力由4.5MPa减小至4.36MPa（仅降低了3.5%），说明AA-CAES长达20小时的调相运行仅需付出很小的代价即可实现。