T_CERS 0013-2020 压缩空气储能系统性能测试规范.pdf

ICS 19.020 CCS F 04 团体标准 T/CERS 0013—2020 压缩空气储能系统性能测试规范 Performance test specification for compressed air energy storage systems 2020 - 12 - 31发布 2020 - 12 - 31实施 中 国 能 源 研 究 会 发布 T/CERS 0013—2020 I 目 次 前言 II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 总则 . 2 5 测试条件 . 3 6 测量仪器设备 . 3 7 储、释能测试步骤 . 4 7.1 储能测试步骤 4 7.2 释能测试步骤 4 8 测试项目及方法 . 5 8.1 有效储能量、能量效率 5 8.2 升负荷速率 5 8.3 储能响应时间 5 8.4 释能响应时间 6 8.5 待机损耗 6 9 测试报告 . 7 附录 A （资料性） 测试报告 . 8 A.1 概述 . 8 A.2 测试报告内容 . 8 T/CERS 0013—2020 II 前 言 本文件按照 GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规 定起草。 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。 本文件由中关村储能产业技术联盟提出并归口。 本文件起草单位：中国科学院工程热物理研究所、毕节高新技术产业开发区国家大规模物理储能 技术研发中心、中储国能（北京）技术有限公司、中国长江三峡集团有限公司、中科院工程热物理研究 所南京未来能源系统研究院。 本文件主要起草人：张华良、李文、尹钊、周学志、王亮、左志涛、盛勇、谢宁宁、纪律、徐玉杰、 陈海生。 T/CERS 0013—2020 1 压缩空气储能系统性能测试规范 1 范围 本文件规定了压缩空气储能系统的总则、测试条件、测量仪器设备、储/释能测试步骤、测试项目 及方法和测试报告要求。 本文件适用于压缩空气储能系统的性能测试与评估。 2 规范性引用文件 本文件没有规范性引用文件。 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 压缩空气储能系统 compressed air energy storage system 利用电能驱动电动机压缩空气，将电能转换为空气的势能储存起来；当需要时，再将空气的势能 转换为电能的一种储能系统。 注：一般包括电动机、压缩机、换热器、蓄热装置、蓄冷装置、储气（液）装置、膨胀机、发电机、控制系统及相 关辅助设施等。 3.2 热备用状态 hot standby state 压缩空气储能系统已具备运行条件，且各部件达到热平衡状态，设备保护及自动装置满足带电要 求，控制系统下达指令即可进入储、释能的状态，亦称待机状态。 3.3 有效储气（液）量 effective gaseous (liquid) air storage capacity 压缩空气储能系统在释能过程中可用来驱动膨胀机做功发电的储气（液）量。 3.4 有效储能量 effective energy storage capacity 压缩空气储能系统在释能过程中，利用有效储气（液）量对外膨胀做功产生的电能。 3.5 储能功率 energy storage power 压缩空气储能系统在储能过程中消耗的电功率。 T/CERS 0013—2020 2 3.6 释能功率 energy release power 压缩空气储能系统在释能过程中，由发电机发出的电功率。 3.7 储能响应时间 response time for energy storage 压缩空气储能系统在热备用状态下，自收到储能控制指令起，直到压缩机排气压力达到储气（蓄 冷）装置压力所需要的时间。 3.8 释能响应时间 response time for energy release 压缩空气储能系统在热备用状态下，自收到释能控制指令起，直到膨胀机达到额定转速所需要的 时间。 3.9 升负荷速率 increasing power rates 压缩空气储能系统释能阶段，单位时间内系统能够增加的输出功率。 3.10 循环周期 energy storage cycle 压缩空气储能系统从有效储气（液）量为零开始，储能至额定储气（液）量，再释能至有效储气 （液）量为零的过程。 3.11 能量效率 energy efficiency 一个循环周期内，压缩空气储能系统释能过程中净输出的能量与储能过程中输入的能量之比。 4 总则 4.1 压缩空气储能系统测试边界如图 1所示。 4.2 压缩空气储能系统测试前应编制测试方案并制定相应的安全措施。 4.3 压缩空气储能系统性能测试项目包含有效储能量测试、能量效率测试、升负荷速率测试、储能 响应时间测试、释能响应时间测试、待机损耗测试。 4.4 压缩空气储能系统性能测试结果应形成相应的测试报告，并提供测试的环境条件。 T/CERS 0013—2020 3 注：二次能量Q是指在一个循环周期内进入压缩空气储能系统的热能、燃料等非电能的总量。 图1 压缩空气储能系统测试边界示意图 5 测试条件 5.1 压缩空气储能系统的全部现场设备应按照有关标准进行安装、调试、试运行并通过验收合格。 5.2 压缩空气储能系统各部件、子系统测试条件应符合相应的技术规范。 5.3 压缩空气储能系统应具备满负荷运行的基本条件。 5.4 压缩空气储能系统性能测试前，应至少连续完成 3 次循环周期保证系统处于热稳定状态。 6 测量仪器设备 测试仪器仪表应按国家有关计量检定规程或有关标准经检定或计量合格，并在检定有效期内。 测试仪器仪表精度应满足表1的要求。 压缩机 储气 装置 蓄热装置 电动机 输入 电能 空气 膨胀机 发电机 二次能量 Q 循环周期 蓄冷装置 测 试 边 界 释能过程 储能过程 输出 电能 空气 储液 装置T/CERS 0013—2020 4 表 1 测试仪器仪表精度要求 名称 精度等级 电流传感器 0.2级（FS满量程） 电压传感器 0.2级（FS满量程） 温度传感器 ±1℃ 湿度计 ±3%（相对湿度） 功率分析仪 0.2级（FS满量程） 电能表 0.2级（FS满量程） 压力传感器 0.12%（FS满量程） 液位传感器 ±5mm 7 储、释能测试步骤 7.1 储能测试步骤 压缩空气储能系统储能测试步骤如下。 a) 压缩空气储能系统的有效储气（液）量为零，处于热备用状态，记录储能电表示数E C_b egin 。 b) 启动压缩机，开始储能过程。 c) 若有二次能量输入，记录输入的二次能量 Q。 d) 有效储气（液）量达到额定值，停止储能，记录储能电表示数E C_end 。 e) 输入的总能量按式（1）计算。 E C E C_end E C_begin Q . （1） 式中： E C ——输入总能量，单位为千瓦时（kWh）； E C_b egin ——储能开始时刻电表示数，单位为千瓦时（kWh）； E C_ end ——储能终了时刻电表示数，单位为千瓦时（kWh）； Q——系统从外界输入的二次能量，单位为千瓦时（kWh）。 注：总输入电能EC包括储能过程水泵耗电、油泵耗电等所有辅机的电耗，以及外界输入的二次能量Q的总和。 7.2 释能测试步骤 压缩空气储能系统释能测试步骤如下。 a) 释能系统处于热备用状态，记录释能电表示数E T_b egin 。 b) 膨胀机开始进入对外输出功率（发电）过程。 c) 压缩空气储能系统有效储气（液）量降低到零，停止释能，记录释能电表示数E T_ end 。 d) 有效储能量按式（2）计算。 E T E T_end E T_begin . （2）