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第1章 储能在电能的产生和消耗中的应用1

1.1 引言2

1.2 爬坡速率挑战8

1.3 容量挑战11

参考文献14

其他可读的参考文献15

第2章 间歇性能源发电的影响17

2.1 引言18

2.2 风能、天然气、煤炭集成发电18

2.3 周期运行的影响21

2.4 科罗拉多公共服务公司实例研究29

2.4.1 数据和方法29

2.4.2 2008年7月2日的风电上网实例30

2.4.2.1 所选科罗拉多公共服务公司电厂的爬坡速率33

2.4.2.2 对影响气体污染物排放的估算34

2.4.2.3 关于2008年7月2日风力发电上网实例的结论38

2.4.3 2009年9月28～29日的风力发电上网实例38

2.4.4 科罗拉多公共服务公司实例分析的结论41

2.5 科罗拉多公共服务公司和得克萨斯可靠电力委员会电力系统对比42

2.6 得克萨斯可靠电力委员会电力系统内风能、燃煤发电及燃气发电的相互影响42

2.6.1 燃煤发电和燃气发电实施周期运行的频率43

2.6.2 对气体污染物排放的影响：J.T.Deeley电厂的实例研究44

2.6.3 关于得克萨斯可靠电力委员会系统运转过程的总结47

2.7 结论和展望48

参考文献50

第3章 抽水蓄能51

3.1 基本概念52

3.2 抽水蓄能接入电力系统的意义52

3.3 实例：Dominion Power公司在Bath县的抽水蓄能电站53

3.4 抽水蓄能效率54

3.5 美国抽水蓄能设备54

3.6 能量与功率潜力59

3.7 开发60

3.7.1 环境考虑61

3.7.2 系统组成61

3.7.2.1 水库61

3.7.2.2 水道63

3.7.2.3 冲击式涡轮机与离心水泵70

参考文献71

第4章 地下抽水蓄能73

4.1 引言74

4.1.1 系统规模75

4.1.2 设计概述75

4.2 文献综述76

4.3 小型（含水层）地下抽水蓄能77

4.3.1 系统描述和运行77

4.3.2 性能建模79

4.3.3 水泵水轮机83

4.3.4 电动发电机84

4.3.5 电气系统85

4.3.6 水井88

4.3.7 地表蓄水池92

4.3.8 系统效率93

4.3.9 含水层水文地质94

4.3.10 法律事项95

4.3.11 经济性98

4.4 未来前景99

参考文献99

第5章 压缩空气储能101

5.1 背景102

5.2 大规模储能发展的动力103

5.3 系统的运行105

5.4 适合于压缩空气储能的地质特性106

5.4.1 盐岩洞107

5.4.2 硬岩层108

5.4.3 多孔岩109

5.5 已有的和在建、计划的压缩空气电站112

5.5.1 德国HUNTORF电站112

5.5.2 美国亚拉巴马州Mclntosh电站113

5.5.3 美国俄亥俄州Norton在建项目114

5.5.4 美国艾奥瓦州在建项目IMAU114

5.5.5 美国得克萨斯州计划项目114

5.6 压缩空气储能的运行和性能114

5.6.1 爬坡、转换和部分负荷运行114

5.6.2 恒定容量和恒定气压116

5.6.3 洞穴尺寸117

5.6.4 压缩空气储能系统的性能指标119

5.6.4.1 热耗率120

5.6.4.2 充电转换率121

5.7 单参数压缩空气储能性能指标121

5.7.1 主能量效率122

5.7.2 储能循环效率122

5.8 其他度量方法123

5.9 前沿技术124

5.10 结论126

参考文献127

附录 存储量要求132

情况1 洞穴压力为常数133

情况2 变化的洞穴压力和变化的涡轮机入口压力134

情况3 变化的洞穴压力和恒定的涡轮机入口压力134

第6章 电池储能137

6.1 引言138

6.1.1 蓄电池或可充电电池139

6.2 能量和功率139

6.2.1 铅酸电池139

6.2.2 钠硫（NaS）电池141

6.2.2.1 案例1 美国电力钠硫电池工程145

6.2.2.2 案例2 Xcel Energy对利用1 MW电池系统存储风能的测试147

6.2.3 全钒氧化还原电池148

6.2.3.1 其他电化学储能设备的性质148

6.2.4 全钒氧化还原液流电池149

6.2.4.1 商业应用：Cellstrom151

6.2.5 锂离子电池154

6.2.5.1 热失控155

6.2.5.2 容量衰减156

6.2.5.3 高倍率放电容量损失156

参考文献157

第7章 太阳热能存储159

7.1 热能存储简介160

7.2 热能存储的物理原理161

7.2.1 显热存储162

7.2.1.1 显热存储材料162

7.2.2 潜热162

7.2.2.1 借助于相变材料的潜热存储163

7.2.3 热化学能164

7.2.3.1 热化学能量存储164

7.2.4 选择存储方法165

7.3 存储系统166

7.3.1 双罐直接型存储166

7.3.1.1 熔盐作为传热液167

7.3.2 双罐间接型存储167

7.3.3 单罐温跃层存储167

7.4 存储容器设计168

7.4.1 罐的几何形状168

7.4.2 罐170

7.4.2.1 材料170

7.4.3 压力和应力171

7.4.3.1 机械压力171

7.4.3.2 热应力171

7.4.4 存储容器的热损耗与隔热171

7.4.4.1 圆柱形容器的热损耗171

7.4.4.2 球形容器的热损耗172

7.5 热储能系统的经济性174

7.5.1 调峰175

7.5.2 能源供应商的成本175

7.5.2.1 存储运行成本175

7.5.3 消费者成本176

7.6 热能存储的应用178

7.6.1 聚光式太阳能发电应用178

7.6.1.1 现有的大规模太阳光热能存储系统180

7.6.2 建筑和工业过程供热181

7.6.3 季节性供热183

参考文献184

第8章 天然气存储187

8.1 引言188

8.2 地下天然气存储的历史发展188

8.3 影响天然气存储未来价值的关键趋势190

8.4 天然气存储的种类191

8.4.1 枯竭储层存储192

8.4.2 蓄水层存储192

8.4.3 盐穴存储192

8.4.4 液化天然气193

8.4.5 管道容量193

8.4.6 气柜193

8.5 天然气存储在天然气输配中的作用194

8.6 客户细分196

8.6.1 远途运输商196

8.6.2 供应商和集成商196

8.6.3 州内管道197

8.6.4 州际管道197

8.6.5 生产商197

8.7 客户细分总结197

8.8 储能的经济性198

8.9 存储的演化199

8.10 天然气存储技术发展200

8.11 天然气存储与二氧化碳封存202

参考文献204

其他资料205