压缩空气储能(Compressed Air Energy Storage,CAES)可广泛应用于电网削峰填谷和大规模新能源消纳,具有装机容量大、使用寿命长、清洁环保等优点,被视为最有前途的大规模储能技术之一。目前国内外主要依托层状盐穴或盐丘来建设CAES储气...压缩空气储能(Compressed Air Energy Storage,CAES)可广泛应用于电网削峰填谷和大规模新能源消纳,具有装机容量大、使用寿命长、清洁环保等优点,被视为最有前途的大规模储能技术之一。目前国内外主要依托层状盐穴或盐丘来建设CAES储气库,但由于选址条件苛刻等原因,CAES产业的发展受到了极大限制。近年来,随着国内矿井的大量关闭,许多地下空间资源被浪费,因此利用废弃矿井建设CAES电站就具有了巨大的生态经济效益与广袤的发展前景。因此,系统梳理了CAES各类储气库建设现状与优缺点,总结了废弃矿井CAES储气库的建设与选址要求,分析了当前废弃矿井CAES储气库面临的安全风险与限制瓶颈。为避免CAES储气库建设与运营过程中存在的安全风险,提出了新的储气库建设方案——管道布设型废弃矿井储气库(利用大直径无缝钢管作为储气空间,缝隙内填充松散充填体进行承压),与传统储气库建设方案相比,该方案具有以下优势:极大降低了储气库对矿区地质构造、围岩渗透性、围岩稳定性等条件的选址要求,增加了选址范围;可利用现有管道施工工艺与技术装备,降低储气库建设难度;提高了储气库的密封性能,保障无气体泄漏风险;改善了围岩应力环境,提高了储气库稳定性;避免储气库受腐蚀影响,增加了储气库的耐久性能。最后以鄂庄废弃煤矿为例,给出了管道布设型储气库改造建设方案,储气库改造建设完成后,总容积可达4.5×105 m3,发电功率可达400 MW,可产生良好的经济效益。管道布设型废弃矿井储气库设计构想为废弃矿井CAES技术发展提供了新思路,具有大规模推广应用的潜力。展开更多
废弃矿井的关闭,产生了大量可利用伴生资源。为避免矿区资源浪费,可利用废弃矿井地上、地下资源构建多能互补的废弃矿井综合能源系统(integrated energy system,IES)。为实现IES合理运行,须探讨基于废弃矿井的IES容量优化配置问题。以...废弃矿井的关闭,产生了大量可利用伴生资源。为避免矿区资源浪费,可利用废弃矿井地上、地下资源构建多能互补的废弃矿井综合能源系统(integrated energy system,IES)。为实现IES合理运行,须探讨基于废弃矿井的IES容量优化配置问题。以岱庄煤矿废弃矿区为例,利用井上沉陷区铺设分布式光伏,井下巷道、井底车场等作为压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)储气库,采用煤层气开发技术回收井下残余煤层气燃气发电,构建废弃矿井IES。针对IES晚上光伏发电为零、大型CAES启动时间长等问题,提出一种考虑部分蓄电池储能的IES容量优化配置方法。首先,制定废弃矿井IES运行规则;然后以IES经济和碳排放指标为目标,建立计及碳交易机制的低碳矿区储能容量配置模型;最后针对蓄电池和外电网优先出力问题,提出相应运行动态优化控制策略,探讨不同策略下有无备用储能对IES运行的影响。基于废弃矿井典型日,验证所提动态优化控制策略的有效性,并确定IES最优储能容量配置方案。结果表明:通过配置一定电储能可有效缓解源荷出力的波动性对IES运行的影响;废弃矿井区域IES可充分利用采煤沉陷区、残余煤层气、地下空间等伴生资源,为废弃矿井开发再利用提供了工程参考。展开更多
文摘压缩空气储能(Compressed Air Energy Storage,CAES)可广泛应用于电网削峰填谷和大规模新能源消纳,具有装机容量大、使用寿命长、清洁环保等优点,被视为最有前途的大规模储能技术之一。目前国内外主要依托层状盐穴或盐丘来建设CAES储气库,但由于选址条件苛刻等原因,CAES产业的发展受到了极大限制。近年来,随着国内矿井的大量关闭,许多地下空间资源被浪费,因此利用废弃矿井建设CAES电站就具有了巨大的生态经济效益与广袤的发展前景。因此,系统梳理了CAES各类储气库建设现状与优缺点,总结了废弃矿井CAES储气库的建设与选址要求,分析了当前废弃矿井CAES储气库面临的安全风险与限制瓶颈。为避免CAES储气库建设与运营过程中存在的安全风险,提出了新的储气库建设方案——管道布设型废弃矿井储气库(利用大直径无缝钢管作为储气空间,缝隙内填充松散充填体进行承压),与传统储气库建设方案相比,该方案具有以下优势:极大降低了储气库对矿区地质构造、围岩渗透性、围岩稳定性等条件的选址要求,增加了选址范围;可利用现有管道施工工艺与技术装备,降低储气库建设难度;提高了储气库的密封性能,保障无气体泄漏风险;改善了围岩应力环境,提高了储气库稳定性;避免储气库受腐蚀影响,增加了储气库的耐久性能。最后以鄂庄废弃煤矿为例,给出了管道布设型储气库改造建设方案,储气库改造建设完成后,总容积可达4.5×105 m3,发电功率可达400 MW,可产生良好的经济效益。管道布设型废弃矿井储气库设计构想为废弃矿井CAES技术发展提供了新思路,具有大规模推广应用的潜力。
文摘废弃矿井的关闭,产生了大量可利用伴生资源。为避免矿区资源浪费,可利用废弃矿井地上、地下资源构建多能互补的废弃矿井综合能源系统(integrated energy system,IES)。为实现IES合理运行,须探讨基于废弃矿井的IES容量优化配置问题。以岱庄煤矿废弃矿区为例,利用井上沉陷区铺设分布式光伏,井下巷道、井底车场等作为压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)储气库,采用煤层气开发技术回收井下残余煤层气燃气发电,构建废弃矿井IES。针对IES晚上光伏发电为零、大型CAES启动时间长等问题,提出一种考虑部分蓄电池储能的IES容量优化配置方法。首先,制定废弃矿井IES运行规则;然后以IES经济和碳排放指标为目标,建立计及碳交易机制的低碳矿区储能容量配置模型;最后针对蓄电池和外电网优先出力问题,提出相应运行动态优化控制策略,探讨不同策略下有无备用储能对IES运行的影响。基于废弃矿井典型日,验证所提动态优化控制策略的有效性,并确定IES最优储能容量配置方案。结果表明:通过配置一定电储能可有效缓解源荷出力的波动性对IES运行的影响;废弃矿井区域IES可充分利用采煤沉陷区、残余煤层气、地下空间等伴生资源,为废弃矿井开发再利用提供了工程参考。
