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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IMAU 114

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：Cellstrom 151

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