西北村镇分布式压缩空气储能及微网安全供能技术导则.pdf

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西北村镇分布式压缩空气储能及微网安全供能技术导则.pdf

4.3.1分布式压缩空气储能系统设计应根据西北地区的气候条件、用户用能要求、 场地大小、投资规模及安装条件等因素综合确定。 4.3.2分布式压缩空气储能系统应由压缩子系统、换热子系统、蓄热子系统、储 气子系统、透平发电子系统五部分构成。 4.3.3分布式压缩空气储能系统的设计应优先满足用户的供电负荷,再满足供热 负荷。应充分发挥西北地区的光资源优势,以光热作为外部热源,提高系统供热 能力和经济性

式中: V一储气系统储罐有效体积(m3); qm一透平系统额定质量流量(kg/s); Rg一空气气体常数(287.15); T一储罐内空气温度(K); Pmax一设计最大储气压力(Pa); P一设计节流压力(Pa)。 4.3.15储气系统的设计应符合现行国家标准《压力容器》GB150、《固定式压力 容器安全技术监察规程》TSG21的有关规定。 4.3.16透平发电子系统额定运行功率不应低于用户最大负荷。 4.3.17透平发电子系统应具备不少于额定功率10%~100%内变负载运行的能力。 4.3.18透平发电子系统出口空气温度应高于零度。 4.3.19空气透平发电系统的设计应符合现行国家标准《透平型同步电机技术要求 GB7064、《旋转电机定额和性能》GB755、《三相同步电机试验方法》GB1029、 《旋转电机绝缘电阻测试》GB20160的有关规定

JC/T 2305-2015 铸石耐磨球阀4.4.1压缩机的选型应符合下列规定:

4.4.2储气罐的选型应符合下列规定:

4.4.3储热罐的选型应符合下列规定:

1.储热罐的容积不应小于设计储热温度下所有蓄热介质体积的1.2倍。 2.当存储蓄热介质压力小于0.1MPa时,储热罐型式可选用立式平底筒形储

3.当存储蓄热介质压力大于0.1MPa时,储热罐型式可选用卧式储罐。 4.储热罐材质应根据蓄热介质的化学特征、存储温度及压力等级,选择碳 钢、不锈钢等。 5.储热罐的性能应符合现行国家标准《钢制化工容器设计基础规定》HGT 20580、《立式圆筒简形钢制焊接油罐设计规范》GB50341、《钢制球形储罐》GB 2337的有关规定。 4.4.4换热器的选型应综合考虑热负荷、流体性质、流体允许的压降、使用安全 生及寿命等因素,可选择管壳式换热器,

4.4.6发电机的选型应符合下列规定

5.1.1分布式压缩空气储能系统应能根据西北村镇末端季节性需求变化切换供热 供冷工况。 5.1.2分布式压缩空气储能系统的余热可用于供热或供生活热水,需要根据西北 地区村镇未端用能特点,确定未端设备形式。 5.1.3压缩空气储能系统可利用压缩余热制冷或透平出口的冷风供冷,采用何种 方式需经技术经济比较确定

5.2.1应用于西北村镇的供热(冷)系统负荷应包括冬季供热负荷和夏季供冷负 荷两类负荷。 5.2.2供热(冷)系统负荷的确认应优先采用或参考实测,其次可通过计算获得, 5.2.3供热负荷为采暖期室外平均气温条件下的建筑物散热量;供冷负荷为供冷 期室外平均气温条件下的维持建筑物室内温度在一定要求范围内的用冷量。系统 的供热负荷和供冷负荷(Q)可按下列公式计算:

Q1——建筑围护结构的传热损失(冷负荷)(W); Q2——冷风渗透热损失(热风侵入冷负荷)(W); Q3——地面传热损失(地面冷负荷)(W); Ks——建筑围护结构传热系数[W/(m2.℃C)]; As一—建筑围护结构面积(m²); ti 建筑室内设计温度(℃); 建筑室外环境温度(℃); k 风速因子,可取1.04:

5.2.4夏季用冷负荷和冬季供热负荷的计算由具体应用场景的结构参数、所在地 的历史气象数据和经济作物的生长习性等共同决定,需结合实际情况开展两类负 荷的计算

EERHVAC= HVAC QHi + Qci EHVAC Ew +Ec+EA

QHVAC 供热(冷)系统全年累计供冷量和供热量总和(kW/h); EHVAC一 压缩空气储能系统全年累计散热、散冷量与辅助能源总和 (kW/h) ; QHi1 供热(冷)系统全年累计供热量(kW/h); Qci一一供热(冷)系统全年累计供冷量(kW/h); EHi一压缩空气储能系统全年总散热量(kW/h); Eci—压缩空气储能系统全年总散冷量(kW/h); EAi一一压缩空气储能系统全年总辅助能源消耗量(kW/h)。 5.3.12储热设备的储热效率ntes宜大于95%,储热效率ntes可按下列公式计算

5.4.1分布式压缩空气储能系统供热(冷)应充分利用分布式压缩空气储能系统 的余热(冷),且需采用储热设备解决供应侧与用能侧时空不匹配特性。储热设 备选型应符合下列规定: 1.高温储热介质应优先选用油,中低温储热介质应优先选用水。 2.在储热密度、紧凑性要求较高时宜选用梯级相变储热形式,相变储热介 质的相变恰宜大于200kJ·kgl。 3.储热设备应严密、无渗漏,内部部件应做抗腐蚀处理,防腐涂料应卫生、 无毒。

4.储热设备的构造和材料应能长期耐受所储热工况的最高温度。 5.4.2利用分布式压缩空气储能系统中的余热进行制冷时,制冷设备选型应符合 下列规定: 1.余热热水温度≥150C时,应采用双效型吸收式制冷机; 2.余热热水温度≥90℃C时,应采用单效型吸收式制冷机。 5.4.3供热(冷)系统的末端设备应根据供水温度和流量等条件,合理选用地板 辐射、散热器或风盘等方式,或多种方式的组合

6.1.1微网安全供能系统应在保证系统安全稳定运行的基础上对系统内电热(冷) 负荷用户进行长时间的可靠安全供能。 6.1.2微网安全供能系统应具备并网运行和独立运行两种运行模式,运行模式切 换过程中不应中断负荷供能。 6.1.3微网安全供能系统宜以微电网为主体,包括独立型微电网和接入35kV及 以下电压等级配电网的并网型微电网。 6.1.4微网安全供能系统应满足用户对电、气、热/冷等能源的连续用能要求,同 时考虑系统元件的计划停运及合理的非计划停运。可通过合理增加储能系统、优 化运行方式、加强系统薄弱环节等措施提高系统供能可靠性, 6.1.5微网安全供能系统应满足供能安全准则的要求,当系统中某一元件发生故 障后,应在故障修复后恢复供能,缺供能范围仅限于该元件故障所影响的负荷 6.1.6微网安全供能系统应为安全、可靠、经济地向用户供能,供能系统应具有 必要的容量裕度、适当的储能系统、一定的自愈能力和应急处理能力、合理的分 布式电源接纳能力。 6.1.7微网供能系统应有序提升智能化水平,应提供微网(微电网、热力微网等) 和配网(配电网、热力分配网络、燃气分配网络等)运行监控服务,具备能源数 据采集、设备控制、故障定位等功能,具备对分布式可再生能源、微网、储能、 新能源汽车等接入安全管控

6.2.1微网安全供能系统设计应该根据所在地区的用户需求、供能范围、投资规 模、设备的容量以及负荷量要求等各种因素综合确定。 6.2.2微网安全供能系统的建设应充分考虑建设场地的地理环境、气候特点等因 素,并应符合相关环境评价要求。 6.2.3微网安全供能系统的建设场地应符合现行国家标准《电力设施抗震设计规 划》GB50260中的抗震要求和《建筑设计防火规范》GB50016中的防火要求。 6.2.4微网安全供能系统建设场地在西北村镇地区时,应充分考虑大风、严寒、 风沙和野生动物对微网安全供能系统的影响。 6.2.5微网安全供能系统年可用率不宜低于99%,平均故障间隔时间不宜高于18

6.2.6微网安全供能系统在独立运行模式下,负荷持续供能时间不宜低于1h,重 要负荷持续供能时间不宜低于3h。 6.2.7微网安全供能系统宜具备储能系统的安全预警功能,储能荷电状态过高 过低时应能够预警。 6.2.8微网安全供能系统内微电网的设计运行应符合现行国家标准《电力系统安 全稳定导则》GB38755、《微电网接入电力系统技术规定》GB/T33589和《微 电网接入配电网运行控制规范》GB/T349930的有关规定。 6.2.9微网安全供能系统内分布式电源的并网设计应符合现行国家标准《分布式 电源并网技术要求》GB/T33593的有关规定。 5.2.10微网安全供能系统供能设备故障概率可按下式计算

f×MTTR U Λ+u 8760

式中: 元一主要供能设备的失效率(失效次数/年); μ一主要供能设备的修复率(修复次数/年); MTTR一主要供能设备的年平均修复时间(h); f一主要供能设备的平均失效频率(失效次数/年); 5.2.11供电可靠性指标可按给定的电网结构、典型运行方式以及可靠性相关计算 参数条件选择典型区域进行分析计算。 6.2.12供电可靠近计算分析应确定现状和规划期内配电网的可靠性指标,分析影 响供电可靠性的薄弱环节,提出改善供电可靠性指标的规划方案。 6.2.13供电可靠性指标计算方法可参照现行行业标准《供电系统用户供电可靠性 评价规程》DL/T836的相关规定。 6.2.14微网安全供能系统宜具备供能风险评估分析功能,能够计算评价现有供能 系统的风险指标。 6.2.15供电可靠性指标可按给定的电网结构、典型运行方式以及可靠性相关计算 参数条件选择典型区域进行分析计算。

6.2.16微网安全供能系统宜具备故障定位功能。 6.2.17微网安全供能系统宜具备薄弱环节分析功能,根据实时运行数据、可再生 能源与负荷预测数据、关键设备故障数据及运行约束条件,通过优化计算分析定 位系统薄弱环节,并提供相关的检修加固计划

6.3.1分布式能源设备的选型应符合下列

1分布式能源接入的分布式电源升压站或输出汇总点的电气主接线方式, 220V、380V宜采用单元或单母线接线,10kV、35kV宜采用线变组或单母线接 线。 2分布式能源通过35kV电压等级接入电网的升压变应采用有载调压变压 器。 3.分布式能源接入的并网公共连接点为负荷开关时,宜改造为断路器, 380/220V:应安装易操作、具备开断指示、具备开断故障电流能力的断路器: 35/10kV:应安装易操作、可闭锁、具有明显开断点、具备接地条件、可开断故 障电流的开断设备。

6.3.2保护装置的选型应符合下列规定

6.3.3计量装置的选型应符合下列规定:

表。接入非中性点绝缘系统的电能计量装置,应采用三相四线有功、无功电能表

表。接入非中性点绝缘系统的电能计量装置,应采用三相四线有功、无功电能表

或3只感应式无止逆单相电能表; 2.接入中性点绝缘系统的3台电压互感器,35kV及以上的宜采用Y/y方式 接线,5kV以下的宜采用VIN方式接线。接入非中性点绝缘系统的3台电压互 感器,宜采用Yo/yo方式接线。其一次侧接地方式和系统接地方式相一致; 3.低压供电,负荷电流为50A及以下时,宜采用直接接入式电能表;负荷电 流为50A以上时,宜采用经电流互感器接入式的接线方式; 4.对三相三线制接线的电能计量装置,其2台电流互感器二次绕组与电能 表之间宜采用四线连接。对三相四线制连接的电能计量装置,其3台电流互感器

或3只感应式无止逆单相电能表; 2.接入中性点绝缘系统的3台电压互感器,35kV及以上的宜采用Y/y方式 接线,5kV以下的宜采用VIN方式接线。接入非中性点绝缘系统的3台电压互 感器,宜采用Yo/yo方式接线。其一次侧接地方式和系统接地方式相一致; 3.低压供电,负荷电流为50A及以下时,宜采用直接接入式电能表;负荷电 流为50A以上时,宜采用经电流互感器接入式的接线方式; 4.对三相三线制接线的电能计量装置,其2台电流互感器二次绕组与电能 表之间宜采用四线连接。对三相四线制连接的电能计量装置,其3台电流互感器 二次绕组与电能表之间宜采用六线连接, 6.3.4电能监测设备的选型应符合下列规定: 1.电能质量各指标的测量应依据《电磁兼容试验和测量技术电能质量测 量方法》GB/T17626.30规定的测量方法进行; 2.电压信号输入回路性能安全要求:施加4倍额定电压或1kV交流电压(取 小者),持续1s时间,监测设备应不致损坏; 3.电压信号波峰系数:可承受的波峰系数应不小于2; 4.电压信号功耗:额定信号输入电压下,回路(通道)消耗的视在功率应不大 王05VA回路(通道)

表之间宜来用四线连接。对三相四线制连接的电能计量装直,其3合电流互感器 二次绕组与电能表之间宜采用六线连接, 5.3.4电能监测设备的选型应符合下列规定: 1.电能质量各指标的测量应依据《电磁兼容试验和测量技术电能质量测 量方法》GB/T17626.30规定的测量方法进行; 2.电压信号输入回路性能安全要求:施加4倍额定电压或1kV交流电压(取 小者),持续1s时间,监测设备应不致损坏; 3.电压信号波峰系数:可承受的波峰系数应不小于2; 4.电压信号功耗:额定信号输入电压下,回路(通道)消耗的视在功率应不大 于0.5.VA/回路(通道): 5.便携式监测设备在设备电源断电情况下应能保持至少30min的正常测试 时间; 6.监测设备防护等级不应低于《外壳防护等级(IP代码)》GB4208规定 的IP51级要求。

6.3.4电能监测设备的选型应符合下列

7.2分布式压缩空气储能系统

7.2.1分布式压缩空气储能系统施工安装前应完成系统整体布局图纸的绘制。 7.2.2分布式压缩空气储能系统施工安装应先完成主要设备的安装,再完成设备 之间的管道连接。 7.2.3压缩机、透平发电机、储气罐和储热罐等设备安装前应在相应位置设置水 泥基座。

7.3.1进场原材料及配套设备应有质量合格证明文件、出厂合格证及检验报告。 供热(冷)系统管道及未端设备的施工安装应符合现行国家标准《建筑给水排水 及采暖工程施工质量验收规范》GB50242、《通风与空调工程施工质量验收规 范》GB50243的有关规定。 7.3.2供热(冷)系统安装完毕,管道保温之前,应进行储热装置、循环管道 未端供热装置的水压试验,试验压力应符合设计要求。 7.3.3系统试压合格后,应对储热装置、管道和未端供热装置进行冲洗。 7.3.4供热(冷)系统管道及设备的绝热与防腐应符合现行国家标准《民用建筑 供暖通风与空气调节设计规范》GB50736的有关规定。

7.4微网安全供能系统

7.4.1微网安全供能系统工程区域内分布式电源、配电线路和配电站室等设计应 符合现行国家标准《光伏发电站设计规范》GB50797、《供配电系统设计规范》 GB50052《20kV及以下变电所设计规范》GB50053及《低压配电设计规范》 GB50054的有关规定。 7.4.2微网安全供能系统监控设备应组屏安装,并按照其功能划分部署在控制室 和计算机机房内。微网安全供能系统各屏的结构和屏面布置应符合《火力发电 变电站二次接线设计技术规程》DL/T5136的规定。 7.4.3微网安全供能系统的监测设备应配置维持系统正常工作时间不低于2h的 不间断电源(UPS)。 7.4.4机房内应配有防水,防火和事故照明设施,其设置要求及隔离和防雷保护措 施应符合GB/T2887的规定。 7.4.5机房的接地设计应符合GB50174的规定, 7.4.6电力监控系统机房和生产场地应选择在具有防震、防风和防雨等能力的建 筑内,应采取有效防水、防潮、防火、防静电,防雷击、防盗窃、防破坏措施;机房 场地应避免设在建筑物的高层或地下室以及用水设备满足GB/T9361

8.1.1调试前应完成以下工作:

1、组成由设计单位、设备厂家、施工单位组成的调试工作小组,调试工作 小组负责组织及指挥现场调试工作; 2、调试工作小组负责制定好调试方案并计算预期调试结果; 3、检查系统管道、配电、仪表及附属设置是否已安装完毕; 4、确保系统的控制、监控仪表处于正常工作状态 8.1.2调试应先对分布式压缩空气储能系统、供热(冷)系统、微网安全供能系 统进行分别调试,再进行整体联合调试。 8.1.3工程验收应以用户为主导,组织设计单位、施工单位和运维单位进行,验 收资料应包括设计图纸、施工图纸、工图纸以及系统调试报告、使用说明

8.2分布式压缩空气储能系统

8.2.1分布式压缩空气储能系统调试前应完成整体气路管道的吹扫试压。 8.2.2分布式压缩空气储能系统调试应按照压缩子系统、储气子系统、储热子系 统、透平发电子系统的顺序进行调试。

8.2.3对压缩子系统及储气子系统的调试应包括下列内容:

1.检查压缩机、储气罐之间的连接管路阀门是否正常工作; 2.检查压缩机、储气罐的温度、压力仪表是否显示正常; 3.采用压缩机给储气罐加压至设计压力状态,并记录; 4.采用气泡水喷洒在管道法兰连接处并观测是否有漏气现象; 5.将储气罐加压至设计压力后,静置24h后,观察储罐内空气压力是否下 降。

8.2.4储热子系统的调试应包括下列内容

1.检查储热子系统内部的连接管路阀门是否止常工作; 2.检查储热子系统内部的温度计、压力计以及泵是否正常; 3.对采用光热集热装置的储热系统应在晴天进行集热运行; 4.储热罐达到设计储热温度时,静置24h后,观察储热罐内温度下降程度 平估储热罐保温效果。 8.2.5透平发电子系统的调试应包括下列内容:

1.检查透平发电子系统气路和油路阀门是否止常工作; 2.检查透平发电子系统是否与负载或者大电网保持连接: 3.分别测试额定流量10%~100%工况下透平发电系统输出的功率、转速和 电压,

3.3.1供热(冷)系统施工完成投入使用前,应在设计工况下对系统进行联合调 式以及试运行。调试内容包括下列内容: 1.检查供热(冷)系统的连接管路阀门是否正常工作; 2.检查供热(冷)系统的温度计、压力计、流量计以及泵是否正常; 3.检查循环管道的水力工况是否达到设计要求,包括各管段的流量以及水 力平衡; 4.检查供热(冷)系统末端热量(冷量)是否充足、是否分布均匀: 5.储热设备进行一次完整的储热与放热循环过程,通过测量储/放热过程工 质进口与出口温度与流量,计算储热量与放热量,评估储热效率。

8.4微网安全供能系统

8.4.1微网安全供能系统调试应按照分布式能源,储能系统、监控、保护和自动 化的顺序进行调试

1.检查分布式能源设备的绝缘性能 2.检查分布式能源设备防雷与接地性能是否正常; 3.检查设备外观,铭牌是否清晰,导线是否牢固无损伤等表面问题; 4.检查系统及主设备电气控制装置内各元器件应动作灵活。通电检查后, 无故障及报警; 5.检测供能机组的电能质量是否符合国家标准。

1.3微网安全供能系统的监控调试应包括下

1.检查监控系统通电工作是否正常,监控系统运行监视图与现场实际状态 是否一致; 2.检查电能质量检测装置的安装位置、精度是否满足现行国家标准的有关 规定; 3.对同步装置、电力测量装置等进行参数设定并测试其功能可靠性

8.4.5微网安全供能系统的保护调试应包括下列内容: 1.检查断路器就地手动分/合闸操控,观察是否能够正常分合闸; 2.检查涉网保护定值应于保护定值单一致,涉网保护装置工作正常; 3.五防操作逻辑正确。

8.4.5微网安全供能系统的保护调试应包括下列内容: 1.检查断路器就地手动分/合闸操控,观察是否能够正常分合闸; 2.检查涉网保护定值应于保护定值单一致,涉网保护装置工作正常; 3.五防操作逻辑正确。

9.1.1运行维护应充分考虑到西北地区的极端低温天气、强风等环境因素对系统 设备运行安全性的影响,提前制定好预案及防护措施。 9.1.2西北村镇分布式压缩空气储能及微网安全供能系统的运行与维护前应由设 计单位对运维人员进行岗前培训。 9.1.2运行维护人员应确保熟悉整个系统的工作原理、典型设计参数及运行场景。 9.1.3运行维护单位应制定详细的运行管理制定和运行记录手册。 9.1.4运行维护单位应制定详细的运行管理制定和运行记录手册。

9.2分布式压缩空气储能系统

9.2.1分布式压缩空气储能系统应制定日常运行管理制度,并由专人负责运行维 护和管理。 9.2.2分布式压缩空气储能系统的运行维护应制定完善的防雨、防风沙措施,定 期对系统关键设备进行清洁维护。 9.2.3分布式压缩空气储能系统应定期进行关键设备进行检修维护,对压力容器 应定期进行安全质检。 9.2.4分布式压缩空气储能系统长期不运行情况下应释放掉储罐内的高压空气, 保证槽式集热器凹槽开口向上放置。 9.2.5西北地区风沙较大,为避免积灰影响槽式集热镜的集热效果,应间隔1~2 天对槽式集热镜进行清洗

9.3.1运行管理单位应制定供热(冷)系统运行管理制度、日常运行的记录文件, 规范供热(冷)系统日常操作和维护管理。 9.3.2在夏季供冷期与冬季供热期前,运行维护人员应检查供热(冷)系统的设 备本体、阀门、管路、部件、电力线路、控制系统等。 9.3.3进入冬季供热期前,应对室外供热管道防冻设施进行检查。 9.3.4按照年度对供热(冷)循环系统进行全面检查,对管道进行耐压实验,并 定期清除管路污垢。

9.4.1微网安全供能系统的监控区应制定日常运行管理制度,并由专人负责运行 维护和管理。 9.4.2微网安全供能系统的运行维护应制定完善的防故障措施,日常进行监测数 据分析,并定期进行汇总反馈。 9.4.3微网安全供能系统应定期对相关设备进行质检,日常抽检, 9.4.4微网安全供能系统应进行误差实验,保证故障检测的精准性, 9.4.5微网安全供能系统应跟随湿度、温度等变换进行相应的保护方案

9.4.1微网安全供能系统的监控区应制定日常运行管理制度,并由专人负责运行 维护和管理。 9.4.2微网安全供能系统的运行维护应制定完善的防故障措施,日常进行监测数 据分析,并定期进行汇总反馈。 9.4.3微网安全供能系统应定期对相关设备进行质检,日常抽检, 9.4.4微网安全供能系统应进行误差实验,保证故障检测的精准性, 9.4.5微网安全供能系统应跟随湿度、温度等变换进行相应的保护方案

中国工程建设标准化协会标准

国工程建设标准化协会标准

西北村镇分布式压缩空气储能及微网安全

Technical Guidelines for Distributed Compressed Air Energy Storage anc

Microgrid Safe Energy Supply in Northwest Villages and Towns

2术语. 5 3基本规定 33 4分布式压缩空气储能系统.. 34 4.1一般规定.. 34 4.2负荷计算, 34 4.3系统设计.. 34 4.4设备选型, 5 5供热(冷)系统... 38 5微网安全供能系统 6.1一般规定. 6.2系统设计.. 41 6.3设备选型... 42 施工安装. 44 7.1一般规定 7.2分布式压缩空气储能系统 44 7.3供热(冷)系统. 44 7.4微网安全供能系统. 3调试及验收 46 8.1一般规定 46 8.2分布式压缩空气储能系统. 46 8.3供热(冷)系统 .46 8.4微网安全供能系统 46 运行维护. 48 9.1一般规定 48 9.2分布式压缩空气储能系统. 48 9.3供热(冷)系统 48 9.4微网安全供能系统 48

2术语. 3基本规定 4分布式压缩空气储能系统.. 4.1一般规定. 4.2负荷计算, 4.3系统设计. 34 4.4设备选型, 5供热(冷)系统.. 38 5微网安全供能系统 6.1一般规定. 6.2系统设计.. 41 6.3设备选型... 42 施工安装. 44 7.1一般规定 7.2分布式压缩空气储能系统 7.3供热(冷)系统. 44 7.4微网安全供能系统. 3调试及验收 46 8.1一般规定 46 8.2分布式压缩空气储能系统. 46 8.3供热(冷)系统 46 8.4微网安全供能系统 运行维护. 48 9.1一般规定 48 9.2分布式压缩空气储能系统. 4X 9.3供热(冷)系统 48 9.4微网安全供能系统

2.0.1分布式压缩空气储能系统由压缩机、储气罐、高低温储热罐、换热器、透 平机、发电机及控制装置组成。分布式压缩空气储能系统的运行过程可分为储能 过程和释能过程。储能时,采用低谷电能驱动压缩机将空气压缩至高温高压状态 在此过程中来自低温蓄热罐内的载热体通过冷却器吸收高压空气中的高温热能 开存储于高温畜热罐;被冷却后的高压常温空气储存于储气罐;释能时,储气罐 出口的高压空气和高温蓄热罐内的高温载热体,高压空气经过回热器被高温载热 体加热至高温高压状态后,进入透平系统透平发电。高温蓄热罐内富余的压缩热 可以向外界供暖,透平出口的低温空气可以向外界供冷,因此具备冷、热、电三 联产的优势。 2.0.2分布式压缩空气储能系统的供热(冷)系统由换热器、泵或风机、管路 储热装置、制冷装置、未端散热装置和控制装置等组成。其运行原理为:供热系 统利用压缩空气储能系统的余热制取具有一定温度、压力的蒸汽或热水,通过热 循环管道把热量输送到用热场景,利用未端供热设备把热量传送给室内空气,对 于供热水这一用热需求,可省略未端供热设备;供冷系统利用制冷设备制备冷冻 水,通过循环水管道系统,向用冷场景提供冷量,其中制冷设备优选余热制冷设 备,如吸收式制冷机。 2.0.3未端供热设备是位于热循环管道的未端、将热量释放给用户侧的设备,主 要类型有散热器、辐射供暖设备和热风供暖设备。 2.0.4微网安全供能系统是在用户现场或靠近用户现场的系统。该系统主要功能 包括:通用设计管理平台,功率调度,状态估计,安全分析和电能质量管理等, 可检测微网,控制分布式电源的输出功率为利用微网独立输出能量并通过可靠性 分析和监控系统对微网内设备进行监测和控制,达成数据采集,参数调节和故障 监测等作用,供运行人员调用分析。 2.0.5微电网作为小型供电网络,主要分为并网型微电网和独立型微电网,并网 型微电网可与外部电网并网运行,也可以离网独立运行,且以并网与运行为主 独立型微电网,不与外部电网联网,实现电能自打自用、平衡功率的微电网。 2.0.6自愈有两方面含义:系统故障后,自动隔离故障并自动恢复供电:系统出

现不安全状态后,通过自我调节使系统恢复到正常状态。 2.0.7供能可靠性可通过重要负荷持续供能时间,故障时间,系统年可用率等指 标进行评估

3.0.1本条规定了北村镇分布式压缩空气储能及微网安全供能系统的适应范围为 西北地区。 3.0.2本条规定了西北村镇分布式压缩空气储能及微网安全供能系统的构成。分 布式压缩空气储能及微网安全供能系统以分布式压缩空气储能系统为核心,通过 发挥分布式压缩空气储能系统热电联储联供的优势,满足西北村镇的热电用能需 求。 3.0.3西北村镇分布式压缩空气储能及微网安全供能系统具有热电联储联供的功 能。为降低系统的运行成本,实现清洁化供能,应充分利用西北地区的风电、光 伏等新能源作为电源,充分利用以光热、地热作为热源。 3.0.4由于西北地区村镇分散、不同村镇之间的地域地貌差异较大,因此西北村 镇分布式压缩空气储能及微网安全供能系统的设计需要充分考虑当地的场地特 征,采用紧凑化小型化的设计思路,减少占地面积,提高系统的适用范围 3.0.5安全稳定运行是西北村镇分布式压缩空气储能及微网安全供能系统工程化 应用需要考虑的首要条件。因此,西北村镇分布式压缩空气储能及微网安全供能 系统的选择应该充分考虑当地的地质环境,避免地质灾害对系统设备造成的影响 保证系统全寿命周期的稳定运行环境。 3.0.6本条说明建议了西北村镇分布式压缩空气储能及微网安全供能系统的应用 场景。西北村镇分布式压缩空气储能及微网安全供能系统的热电联储联供优势, 西北地区村镇居民建筑、农业园区及村镇厂房等场所均具有厂泛的热电用能需 求,因此,西北村镇分布式压缩空气储能及微网安全供能系统在以上场所具有广 泛的应用前景

4分布式压缩空气储能系统

4.1.1分布式压缩空气储能系统的压缩机出气管应设置并联接口,应其备多个压 缩机并联输气的能力;储气单元进气管和出气管均应设置串并联接口,应具备多 个储气单元之间具备串并联连接能力;储热罐应设置并联接口,应具备多个储热 罐之前的并联连接的能力;透平机进气管应设置并联接口,应具备多个透平机并 联进气的能力。 4.1.2~4.1.3这几条规定了分布式压缩空气储能系统应具备的功能。西北高寒高海 拨地区虽然风光资源丰富,但也存在冬季寒冷,用能结构单一,热电用能需求较 大等问题。为充分利用西北地区的风光资源优势,满足西北地区的热电用能需求 因此分布式压缩空气储能系统需要具备热电联储联供的能力及离网运行、并网运 行的能力。 4.1.4本条规定了分布式压缩空气储能系统的应用环境。分布式压缩空气储能系 统主要应用于高寒高海拨西北村镇地区,因此需要满足西北地区村镇的海拨高度 和环境温度的要求。 4.1.5本条规定了分布式压缩空气储能系统的最大占地面积。

4.1.5本条规定了分布式压缩空气储能系统的最大占地面积。

4.2.1分布式压缩空气储能系统的设计参数主要包括压缩功率、透平功率和供热 功率,准确的负荷计算对分布式压缩空气储能系统的设计和设备选型具有重要作 用,本条规定了分布式压缩空气储能系统负荷计算的类型。 4.2.2受当地阴天、雨雪天气等气候变化的影响,新能源的出力以及终端负荷需 要均具有时变特性。因此,在进行分布式压缩空气储能系统的平均净供电负荷计 算时需要考虑到全年不同季节不同时段的影响因素。分布式压缩空气储能系统的 压缩耗电功率可选择平均净供电正负荷中的最大者,这样可以尽可能实现新能源 的消纳,减少新能源弃电量。分布式压缩空气储能系统的透平发电功率可选择平 均净供电负负荷中的最小者,以尽可能满足当地的用电需求。

用能需求,分布式压缩空气储能系统设备的选型会受到用户要求和投资规模的影 响。应在保证系统功能及用户需求的前提下,使得系统经济性达到最优。 4.3.2本条规定了分布式压缩空气储能系统的组成部分。压缩子系统包括多级压 缩机,换热子系统包括压缩机的级间换热器、透平机的级间回热器及供热换热器: 蓄热子系统包括高温蓄热罐和低温蓄热罐,储气子系统包括储气罐,透平发电子 系统包括透平机、发电机以及整流逆变装置。 4.3.3分布式压缩空气储能系统具备热电联产联供的能力,然而,受热源温度以 及热量的影响,分布式压缩空气储能系统的供电能力和供热能力也存在着相互制 约的关系。考虑到相比于热能转换成电能而言,电能转化成热能的方式更容易实 现,故本条规定了在难以同时满足供热需求和供电需求的情况下,分布式压缩空 气储能系统设计时应该以供电负荷设计为主 4.3.4本条规定了分布式压缩空气储能系统的输出电能品质的要求。 4.3.5分布式压缩空气储能系统具备并网运行的功能,为保证分布式压缩空气储 能系统功率全额上网及输电线路的安全性,本条规定了压缩子系统额定运行功率 应低于项目所在区域输电线路允许的最大负载功率。 4.3.6分布式压缩空气储能压缩子系统的最小稳定运行功率不应该高于额定运行 功率的70% 4.3.7为保证储气罐的安全性,压缩机最大出口空气压力不应高于储气罐最大的 设计压力,为减少压缩热损失,提高分布式压缩空气储能系统的综合性能,压缩 子系统的出口温度不应高于50℃C。 4.3.8本条规定了进行空气压缩子系统设计时应遵守的国家规定。 4.3.9在储能阶段,分布式压缩空气储能系统通过换热器回收压缩机出口高压空 气中的高温热能;在释能阶段,分布式压缩空气储能系统通过换热器加热储气罐 出口高压空气。因此,换热器性能是决定分布式压缩空气储能系统整体性能的关 键,而热损系数和传热有效度是评估换热器性能的关键指标。 4.3.10换热子系统通过内部流动的换热介质实现热能的存储和释放,为保证分布 式压缩空气储能系统的稳定运行,换热介质的选取需要考虑极端低温导致的凝固 风险和极端高温导致的蒸发风险。

4.3.8本条规定了进行空气压缩子系统设计时应遵守的国家规定。

4.3.9在储能阶段,分布式压缩空气储能系统通过换热器回收压缩机出口高压空 气中的高温热能;在释能阶段,分布式压缩空气储能系统通过换热器加热储气罐 出口高压空气。因此,换热器性能是决定分布式压缩空气储能系统整体性能的关 键,而热损系数和传热有效度是评估换热器性能的关键指标。 4.3.10换热子系统通过内部流动的换热介质实现热能的存储和释放,为保证分布 式压缩空气储能系统的稳定运行,换热介质的选取需要考虑极端低温导致的凝固 风险和极端高温导致的蒸发风险。

4.3.12选用保温材料应保证能长期耐受蓄热内蓄热介质的最高蓄热温度。 4.3.13储气罐的储气压力是影响分布式压缩空气储能系统储能密度的关键,提高 储气压力有助于降低系统的占地面积。 4.3.15本条规定了进行储气子系统设计时应遵守的国家规定。 4.3.16透平发电子系统是分布式压缩空气储能系统实现供电的关键DB13T 1494-2012 非职业性一氧化碳中毒气象条件等级和预报,为满足用户 的用电需求,故透平发电子系统额定运行功率不应低于用户最大负荷。 4.3.17为满足用户不同大小的用电需求,分布式压缩空气储能透平子系统的最小 稳定运行功率不应该高于额定运行功率的10%。 4.3.18透平发电子系统出口空气温度低于零度时,会导致空气中的水蒸气凝结危 害系统的安全运行。 4.3.19本条规定了进行空气透平发电子系统设计时应遵守的国家规定

4.4.1空气压缩机按工作原理可分为不同的类型,常用的空气压缩机有活塞式压 缩机、轴流式压缩机、离心式压缩机和螺杆式压缩机等。分布式压缩空气储能系 统大多具有小储气流量和高储气压力的特征,因此,分布式压缩空气储能系统通 常选用活塞式压缩机。 4.4.3常用储热罐的型式包括:卧式圆柱形储热罐、立式平底简形储热罐以及球 形储热罐。立式平底筒形储热罐的占地面积相对较小,而卧式储热罐的占地面积 较大。球形储热罐具有耐压、节约材料等特点,但也存在制造难度大容易出现渗 透等问题。综合考虑分布式压缩空气储能系统紧凑化、模块化的布置要求,建议 结合场地特征选择卧式圆柱形储罐或立式平底筒形储罐。 4.4.4透平机是分布式压缩空气储能系统的核心部件,其性能优劣直接影响到系 统的发电效率。根据介质在叶轮内的流动方向,透平机主要可分为轴流式透平机 和径流式透平机。其中,径流式又可细分为向心径流式透平机和离心径流式透平 机。相比于轴流式透平机,径流式透平机具有结构简单、工艺成熟、转速高以及 小流量下效率高等优势,适宜作为分布式压缩空气储能系统的透平机设备选型方 向。相比于向心径流式透平机,离心式工作轮流动损失较大,因此建议选用向心 径流式透平机作为分布式压缩空气储能系统的透平机。 446本条说明了发电机的使用环境和选型要求

4.4.6本条说明了发电机的使用环境和选

5.1.1根据西北村镇未端季节性变化与用热(冷)实际场景需求,分布式压缩空 气储能系统配合供热(冷)系统,需具备可切换供热与供冷工况的功能GB/T 27956-2011 中期天气预报, 5.1.2未端设备设计应符合现行国家标准GB50736《民用建筑供暖通风与空气调 节设计规范》、GB50015《建筑给水排水设计标准》的有关规定。

5.2.1应用于西北村镇的供热(冷)系统负荷应包括冬季供热负荷和夏季供冷负 荷两类负荷,可以用于西北村镇农业大棚夏李用冷、冬李供暖,以及居民建筑与 工业建筑的用暖、用热水等场景,各类负荷应进行科学预测。 5.2.3供热负荷为采暖期室外平均气温条件下的建筑物散热量,具体包括建筑围 护结构的传热损失、冷风渗透热损失和地面传热损失;供冷负荷为供冷期室外平 均气温条件下的维持建筑物室内温度在一定要求范围内的用冷量,具体包括建筑 围护结构的冷负荷、热风侵入冷负荷和地面冷负荷。供热(冷)系统的供热负荷 和供冷负荷可按公式5.2.3计算。 5.2.4建筑冷热负荷计算可参考现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设 计规范》GB50736《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》的有关规定 GB50019的有关规定。农业大棚应用场景的负荷计算可参考现行行业标准《温 室加热系统设计规范》JB/T10297的有关规定

5.3.1分布式压缩空气储能系统的供热(冷)系统由储热设备、余热吸收式冷水 机组、供热(冷)循环管道、未端供热(冷)设备四大部分组成,具体包含的设 备有换热器、泵或风机、管路、储热装置、制冷装置、未端散热装置和控制装置 等。 5.3.4由于分布式压缩空气储能系统具有间歇性运行的特点,余热不连续,因此 需采用储热装置解决供热与用热时间不匹配问题。当存储的余热不足时,需要根 据当地条件,因地制宜地选择热泵、生物质、燃气等清洁低碳的能源作为辅助热 源。

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