压缩空气蓄能CAES+风电国内外研究情况调研报告Word文件下载.docx

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③国内目前对CAES研究较为深入的是华北电力大学的研究课题组，其中关于CAES系统的分析、计算、集成优化以及经济性分析的6篇论文里，有5篇来自我校刘文毅老师和杨勇平老师，并在CNKI的被引用量和下载量方面处于绝对优势。

（4）21篇国内CAES相关论文：

1、尹建国,傅秦生,郭晓坤,郭新生；

带压缩空气储能的冷热电联产系统的分析；

热能动力工程，2006-3

2、郭新生,傅秦生,赵知辛,郭中纬；

电热冷联产的新压缩空气蓄能系统；

热能动力工程，2005-3

3、徐新桥，杨春和，李银平；

国外压气蓄能发电技术及其在湖北应用的可行性研究；

岩石力学与工程学报，2006-10

4、卢洪发；

空压储能发电在电力工业中的应用；

电站系统工程，1995

5、刘文毅，杨勇平；

微型压缩空气蓄能系统静态效益分析与计算；

华北电力大学学报，2007-3

6、张世铮，钱进，王永堂；

压气蓄能电站的评价指标和性能分析；

工程热物理学报，1992-11

7、施慧聪，张炯；

压缩空气蓄能及其他蓄能技术在美国的应用；

华东电力，2009-2

8、刘文毅，杨勇平；

用于分布能量系统的微型压缩空气蓄能系统性能计算与优化；

工程热物理学报，2006-11

9、刘文毅，杨勇平，张昔国，辛以波；

压缩空气蓄能（CAES）电站及其现状和发展趋势；

山东电力技术，2007-2

10、刘文毅，杨勇平；

压缩空气蓄能电站综合效益评价研究；

工程热物理学报，2007-5

11、李仲奎，马芳平，刘辉；

压气蓄能电站的地下工程问题及应用前景；

岩石力学与工程学报，2003-7

12、周波；

大型压气蓄能发电系统的开发；

电工3.15专辑

13、刘文毅；

压缩空气蓄能（CAES）电站热力性能仿真分析；

博士论文，2008-12

14、杨花；

压气蓄能过程中地下盐岩储气库稳定性研究；

中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所），2009

15、杨罡；

联合循环电站采用压缩空气蓄能可使发电功率加倍；

哈尔滨理工大学，2006

16、陶芒；

压缩空气蓄能电站的比较优势和市场前景；

Wealth，2006-11

17、申郎；

利用废弃矿井的压缩空气蓄能发电站；

今日科技，2006-11

18、孔旭；

压缩空气蓄能发电技术如何提高电站经济效益；

Wealth

19、王亚林陈光明王勤；

压缩空气蓄能系统应用于低温制冷性能分析；

工程热物理学报，2008-12

20、刘文毅，杨勇平，宋之平；

压缩空气蓄能系统集成及性能计算；

工程热物理学报，2005-6

21、宋卫东；

国外压缩空气蓄能发电概况；

中国电力，1997-9

1.2国外调研情况：

1）调研数据库说明：

本次调研主要针对三个权威数据库：

（1）ElsevierScienceDirect数据库

（2）IEEE/IET 

Electronic 

Library 

（IEL）数据库

（3）美国机械工程师学会期刊数据库（ASME）

2）检索方式：

（1）ElsevierScienceDirect数据库：

22articlesfoundfor:

TITLE-ABSTR-KEY（compressedairenergystorage）andTITLE-ABSTR-KEY（wind），其中四篇相关性较低而剔除，剩余18篇

（2）IEEE/IET 

（IEL）数据库：

21articlesfoundfor:

ABSTRACT（compressedairenergystorage）andABSTRACT（wind），除去相关性较低的以及和上一个数据库重复的文章，剩余7篇

10articlesfoundfor:

TITLE-ABSTR-KEY（compressedairenergystorage）andTITLE-ABSTR-KEY（wind），除去相关性较低的以及和上两个数据库重复的文章，剩余5篇，此数据库无法下载全文，只能从摘要中推测文章的类型的主要研究内容。

3）调研结果：

对检索到的文献进行阅读与整理，共有30篇文献与本课题相关。

对这30篇文献的系统集成方式以及研究内容进行分析，大致情形如下图所示：

图2CAES系统集成方法分析图例

注：

其他是指没有介绍具体技术，只是提到了CAES与风能的结合的综述类论文。

图3论文研究内容分析图例

4）国外“CAES+风能”论文简介：

1、PaulDenholm,RamteenSioshansi；

Thevalueofcompressedairenergystoragewithwindintransmission-constrainedelectricpowersystems；

EnergyPolicy，2009

主要研究了CAES与风能相结合在电力系统强制传输中的价值。

传统的燃气轮机，经过一个空气透平和一个燃气透平。

主要部分是经济性分析，探讨CAES+风电对于电力传输效益和花费的影响。

2、EmilyFertig,JayApt；

Economicsofcompressedairenergystoragetointegratewindpower:

AcasestudyinERCOT；

EnergyPolicy，2011

作者对德克萨斯州一个风力发电基地和CAES电站进行实地考察分析，对CAES/wind系统与NGCC在多项经济指标上进行对比。

主要是经济性分析

3、GeorgesSalgi,HenrikLund；

Systembehaviourofcompressed-airenergy-storageinDenmarkwithahighpenetrationofrenewableenergysources；

AppliedEnergy，2008

主要研究CAES与各可再生能源（主要是风电）相结合在丹麦的运行情况，没有涉及具体的CAES方法，属于经济性研究。

4、JefferyB.Greenblatt,SamirSuccar,DavidC.Denkenberger,RobertH.Williams,RobertH.Socolow；

Baseloadwindenergy:

modelingthecompetitionbetweengasturbinesandcompressedairenergystorageforsupplementalgeneration,；

EnergyPolicy,2007

本文从经济性指标（主要是煤耗量）上，较为详细地对比了①风电+燃气②风电+CAES③IGCC+CCS④传统电厂。

其中CAES采用的是回热方式。

属于经济性分析

5、AlfredCavallo；

Controllableandaffordableutility-scaleelectricityfromintermittentwindresourcesandcompressedairenergystorage（CAES）；

Energy，2007

主要叙述的是间歇性风力发电可以通过风电与CAES系统转化成一个混合式风能可控电源。

全文没有涉及联合循环，也未提及CAES的具体运行方式，也没有进行具体的经济性分析，属于综述类论文。

6、H.Ibrahim,R.Younè

s,A.Ilinca,M.Dimitrova,J.Perron；

Studyanddesignofahybridwind–diesel-compressedairenergystoragesystemforremoteareas；

AppliedEnergy，2010

对于偏远地区风电+CAES+柴油机相结合的运用进行了非常详细的研究。

先是对于CAES与WDCAS（风电-柴油机混合系统）的联合运用进行建模，接着又详细对CAES+柴油机的模型进行模拟集成。

CAES采用回热方式，主要部分是CAES+柴油机的研究。

7、HenrikLund,GeorgesSalgi；

Theroleofcompressedairenergystorage（CAES）infuturesustainableenergysystems；

EnergyConversionandManagement，2009

主要展望了CAES在未来的可持续性能源系统中的地位，作者从丹麦的目前能源情况分析，说明了CAES在未来能源系统中可以发挥的作用，多次提及了风电与CAES相结合的广阔前景。

没有具体的运行方式，没有提及CC，综述性文章。

8、HenrikLund,GeorgesSalgi,BrianElmegaard,AndersN.Andersen；

Optimaloperationstrategiesofcompressedairenergystorage（CAES）onelectricityspotmarketswithfluctuatingprices；

AppliedThermalEngineering，2009

作者描述了如何在价格波动较大的电力交易市场中CAES系统应有的操作策略。

文中谈及风电部分较少，主要是介绍CAES电站的运营模式和投资方面内容，涉及了CAES+GT，没有联合循环部分，属于综述性论文。

9、PaulDenholm,；

Improvingthetechnical,environmentalandsocialperformanceofwindenergysystemsusingbiomass-basedenergystorage；

RenewableEnergy，2006

一个结合了风电+CAES+生物质气化的系统建模，可以解决风力发电具有间歇性的问题，还能为核电站和化石燃料电站提供电能。

属于系统模拟集成类论文。

生物质气化系统如下图所示：

10、D.Zafirakis,J.K.Kaldellis；

Autonomousdual-modeCAESsystemsformaximumwindenergycontributioninremoteislandnetworks；

EnergyPolicy，2009

描述的是作者自主开发的一个双重CAES系统模型，使一个小岛上的风能发电尽量最大化，并对整个模型进行模拟集成优化，有GT，有回热方式。

11、Mir-AkbarHessami,DavidR.Bowly；

EconomicfeasibilityandoptimisationofanenergystoragesystemforPortlandWindFarm（Victoria,Australia）；

AppliedEnergy，2011

主要研究的是如何利用大规模的蓄能系统去弥补目前风力发电的不足之处。

通过系统的集成模拟，把目前许多蓄能方式与一家波特兰的190MW风力发电厂相结合,结果表明CAES是最适合的蓄能系统。

12、SeptimusvanderLinden；

BulkenergystoragepotentialintheUSA,currentdevelopmentsandfutureprospects；

Energy，2006

文章提及了多种有发展前景的蓄能方式，概述了其各自的特点、原理和发展。

重点突出了CAES在未来的能源系统中利用开发的前景最好。

文章同时提及了IGCC等联合循环，但没有深入分析。

属于综述类文献。

13、MartinPehnt,MichaelOeser,DerkJ.Swider；

ConsequentialenvironmentalsystemanalysisofexpectedoffshorewindelectricityproductioninGermany；

Energy，2008

主要对德国近海部分地区的风电产业周围的环境系统进行分析，其中提到了CAES与风力发电相结合解决间歇性问题，CAES采用的是联合循环方式。

属于经济性分析类论文。

14、DrewRobb；

TheCAESforwind；

Focus:

Storage，2011

是一篇较短的学术报告，突出CAES与其他蓄能方式相比下的优势，无具体的集成方式，也没有深入分析，属于综述类文章。

15、LiWang,Dong-JingLee,Wei-JenLee,ZheChen；

Analysisofanovelautonomousmarinehybridpowergeneration/energystoragesystemwithahigh-voltagedirectcurrentlink,；

JournalofPowerSources,，2008

一个包括了CAES在内的大规模的系统模拟集成，包括了风力发电机、柴油机发电机、燃料电池、潮汐能发电机、压缩空气蓄能系统以及飞轮能量存储系统等。

16、D.Zafirakis,J.K.Kaldellis；

EconomicevaluationofthedualmodeCAESsolutionforincreasedwindenergycontributioninautonomousislandnetworks；

与第10篇论文类似，也是出自相同作者。

以一个小岛上的风力发电站为例进行集成优化，继续探讨CAES系统对风力发电的作用。

17、Y.M.Kim,D.Favrat；

Energyandexergyanalysisofamicro-compressedairenergystorageandaircycleheatingandcoolingsystem；

Energy，2010

对于一个小型CAES系统以及空气的制冷制热循环的能量分析和火用分析。

18、H.Ibrahim,A.Ilincaa,J.Perron；

Energystoragesystems—Characteristicsandcomparisons；

RenewableandSustainableEnergyReviews，2008

介绍了各种储能蓄能方式，对于CAES介绍部分较少，给出了一个压缩空气蓄能电站的示意图和部分参数，属于综述性文章。

19、PaulDenholm,GeraldL.Kulcinski；

Lifecycleenergyrequirementsandgreenhousegasemissionsfromlargescaleenergystoragesystems；

EnergyConversionandManagement，2004

谈及了CAES的基本原理和蓄能方式，有回热，关于CAES与可再生能源的联系部分较少，属于经济性分析类论文。

20、Dr.EdwinLerch；

STORAGEOFFLUCTUATINGWINDENERGY

文章主要讨论了如何储存风电这一波动性较大的能量的问题，从德国当地的实际数据进行分析，并提出了在大型地下洞穴中建造基于CAES原理的能量储存系统的可行性。

全文没有对CAES进行深入分析，但是通过下表凸显了CAES的优势。

属于集成优化。

21、AlvinO.Converse；

SeasonalEnergyStorageinaRenewableEnergySystem；

ProceedingsoftheIEEE，2011

文章讨论了季节性的能量存储在可再生能源系统中的利用，没有突出强调CAES在其中的作用，更多的是关注可再生能源（风能和太阳能）的花费等经济性问题。

22、P.Siemes1H.-J.Haubrich2H.Vennegeerts2S.Ohrem；

ConceptsfortheimprovedintegrationofwindpowerintotheGermaninterconnectedsystem；

IETRenewablePowerGeneration，2007

针对一个德国现有的与CAES结合的风力发电站进行的集成模拟，采用的是风力汽轮机。

23、HusseinIbrahimab,AdrianIlincaa,RaficYounesc,JeanPerronb,TammamBasbousa；

StudyofaHybridWind-DieselSystemwithCompressedAirEnergyStorage；

IEEECanadaElectricalPowerConference，2007

与第6篇比较类似，也是研究压缩空气蓄能与风能+柴油机混合系统的联系和影响。

有回热，也对多个系统进行了集成模拟。

24、P.LOMBARDI,P.VASQUEZ,Z.A.STYCZYNSKI；

OptimisedAutonomousPowerSystem；

powerandenergysociety

主要研究一个CAES电站+火电站（CHP）+基于可再生能源的发电机组的经济性和对环境的影响。

既有GT也有沼气透平（biogasturbine），集成模拟型论文。

25、DerkJ.Swider；

CompressedAirEnergyStorageinanElectricitySystemWithSignificantWindPowerGeneration；

IEEETRANSACTIONSONENERGYCONVERSION，2007

普通的airturbine膨胀，在压缩空气膨胀之前，要进行热量的回收（heatrecovery），空气在进入洞之前，要在一个燃气透平中再热膨胀然后再冷却。

有回热。

属于经济性分析。

（以下论文从ASME库中搜索到，无法下载全文，只是从摘要部分中推断论文大体的内容）

26、MichaelNakhamkin；

NewCompressedAirEnergyStorageConceptImprovestheProfitabilityofExistingSimpleCycle,CombinedCycle,WindEnergy,andLandfillGasPowerPlants；

ASMETurboExpo，2004

主要讨论CAES理论对于简单循环、联合循环、风能以及沼气电站的推动作用。

有CC，有回热，属于经济性研究的文章。

27、I.Arsie,V.Marano,G.Rizzo；

EnergyandEconomicEvaluationofaHybridPowerPlantWithWindTurbinesandCompressedAirEnergyStorage；

ASME2006PowerConference

一个压缩空气蓄能电站和风电站的混合型电站模型，用来解决普通风电站供电功率较低以及由于天气因素导致的供电间歇性问题。

没有提及CAES电站的具体方式，应该属于综述性论文。

28、V.Marano；

AModelofaHybridPowerPlantWithWindTurbinesandCompressedAirEnergyStorage；

ASME2005PowerConference

与第27篇论文比较类似，也是研究风力发电机和压缩空气蓄能的混合型电站，文章中的CAES电站采用回热方式，文章将几种蓄能方式进行了对比和集成模拟。

29、SeptimusvanderLinden；

IntegratingWindTurbineGenerators（WTG'

s）WithGT-CAES（CompressedAirEnergyStorage）StabilizesPowerDeliveryWiththeInherentBenefitsofBulkEnergyStorage；

ASME2007InternationalMechanicalEngineeringCongressandExposition

关于风力发电机（WTG）和带GT的压缩空气蓄能（GT-CAES）的系统集成优化。

30、WilliamC.Leighty；

RunningtheWorldonRenewables:

HydrogenTransmissionPipelinesWithFirmingGeologicStorage；

ASME2008PowerConference

从摘要上来看是对几种可再生能源的经济性分析。

有一部分提到了CAES，没有具体的分析和集成方式。

5）调研结论

①国外研究压缩空气蓄能起步较早，目前有关CAES的论文非常多，并且与国内论文形成鲜明对比的是，国外大多数都是对于压缩空气蓄能进行深入研究分析，七成以上的文献都属于系统集成优化或是经济性分析类，而国内论文则以总数概括类为主。

②对于CAES+wind这一技术的研讨，国内部分几乎为空白，而国外近几年来相关性的文章则越来越多，说明了CAES与可再生能源相结合的课题日益得到关注、形成热点，具有良好的发展前景和开发空间。

③燃料方面，关注的CAES与煤气化联系的相关文献几乎为零，没有找到就CAES+煤气化为主要研究课题的论文，主要还是天然气，燃气轮机和联合循环占八成以上。

2、专利申请情况

2.1国内专利情况：

（1）调研数据库说明

调研涉及数据库是：

中华人民共和国国家知识产权局网站专利检索库。

（2）调研结果

检