近日,浙江一元控股集团新能源装备制造研发团队与清华大学中盐盐穴综合利用股份有限公司北京研究院,围绕金坛总装机700MW压缩空气储能项目与浙江一元控股集团磷酸铁锂台区化学储能“公网绿电聚联协同构网”进行了深入的技术可行性探讨。与会专家创新提出适合我国“十五五”电力发展规划要求的 “首台套压缩空气储能与台区储能兆瓦级绿电聚联新能源装备系统”。

这一系统将大容量、长时物理储能与毫秒级快速响应的电化学储能相结合,为新能源高占比电网提供了一套全新的协同构网解决方案。

技术定位与核心优势
当前压缩空气储能采用非补燃绝热压缩空气储能技术,区别于早期烧天然气的补燃式CAES,属于大容量、长时物理储能。它可对标抽水蓄能与电化学储能,形成互补协同的技术优势,显著提高园区绿电占比。
项目单机容量可在100~1000MW之间灵活配置,系统根据电网需要,可持续放电4小时至一周甚至更长,特别适合电网侧大规模调峰、绿电大基地消纳,最高可做到吉瓦级别。这是今后发展新能源长时储能电站、克服“看天吃饭”的一种可靠主流技术路线。
安全、经济与全生命周期优势
压缩空气储能设计寿命长达30~40年,储气介质不老化,没有锂电池的循环衰减困扰,全生命周期成本优势突出。
由于储能介质为空气,不存在燃烧、爆炸、热失控风险,系统运维安全压力低,规模效应显著。若利用废弃的盐穴、废弃矿洞等地下腔体,可大幅降低储气容器造价;全生命周期度电成本可接近抽水蓄能水平,并可与抽水蓄能系统组成互为补充的发电联合体,为电网提供多类型技术支撑。
压缩空气储能对电网的支撑能力
提供有功调峰、旋转备用、爬坡、黑启动、电压支撑、惯性响应等,平替传统煤电,特别适合新能源大电网安全稳定并网运行,弥补新能源电网系统高占比系统惯性不足的难题。
全流程零碳运行:压缩空气产生的热量回收利用、发电时复用,无排放。
储能时长不受昼夜天气限制:空气可长期保存在密闭储气腔,跨天、跨昼夜储能,适合消纳夜间过剩风电。压缩空气储能系统往返效率55%‑70%(锂电一般85‑92%)。根据储气条件,可约束在盐穴、岩洞、废弃矿洞等地下储气环境;如采用地面压力容器储气,则不挑地质,但存在投资高、能量密度低、占地面积大的问题。
响应速度偏慢,启动、加载时间为分钟级,恰好与台区化学储能的毫秒级快速调频启动协同、补充。聚联系统更适合调峰、连续发电和短时AGC、一次调频这类快速响应场景。

台区化学储能的协同与动态调节
依托台区储能电池本体储存/释放有功电能,对电能质量进行调节。采用PCS电力电子装置接入10kV/35kV/110kV电网母线,独立于其他新能源、负荷,对电网实施动态调节。
其一,毫秒~秒级响应调节(有功功率控制);其二,二次调频AGC持续跟踪调度指令,PCS实现有功的双向快速切换。
台区储能的电能质量调节功能
1.电压调节、无功支撑(无需动用电池电量)
电压主要受无功功率影响,PCS电力电子器件可以独立控制有功、无功(四象限运行)。
2.抑制功率波动、平抑冲击
电网侧储能接收调度指令。
3.三相不平衡治理
对A/B/C三相吸收或发出功率,补偿三相不平衡电流,降低中性点偏移,治理三相不平衡问题。
4.谐波抑制
PCS具备有源滤波APF功能。
5.暂态支撑
通过PCS(储能变流器)对电网实现调频、调峰、平抑波动;控制系统实时采集电网电压、频率、三相电流信号,闭环计算补偿量,毫秒级下达给PCS执行,服务整个区域电网调度。

“首台套压缩空气储能与台区储能兆瓦级绿电聚联新能源装备系统”的提出,是压缩空气长时物理储能与台区化学储能协同构网的一次重要探索。两者在响应速度、储能时长、调节功能上高度互补,既能满足电网侧大规模调峰和绿电消纳需求,又能提供快速调频、无功支撑、三相不平衡治理等综合服务。
未来,随着“十五五”电力规划的推进,这种聚联协同模式有望成为新能源高占比电网安全稳定运行的重要技术路线之一。