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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 1

1.2爬坡速率挑战 7

1.3容量挑战 10

参考文献 13

其他可读的参考文献 14

第2章 间歇性能源发电的影响 15

2.1引言 15

2.2风能、天然气、煤炭集成发电 15

2.3周期运行的影响 19

2.4科罗拉多公共服务公司实例研究 26

2.4.1数据和方法 26

2.4.2 2008年7月2日的风电上网实例 27

2.4.2.1所选科罗拉多公共服务公司电厂的爬坡速率 30

2.4.2.2对影响气体污染物排放的估算 31

2.4.2.3关于2008年7月2日风力发电上网实例的结论 35

2.4.3 2009年9月28～29日的风力发电上网实例 35

2.4.4科罗拉多公共服务公司实例分析的结论 38

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 39

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 39

2.6.1燃煤发电和燃气发电实施周期运行的频率 40

2.6.2对气体污染物排放的影响：J.T.Deeley电厂的实例研究 41

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 44

2.7结论和展望 45

参考文献 47

第3章 抽水蓄能 48

3.1基本概念 48

3.2抽水蓄能接入电力系统的意义 48

3.3实例：Dominion Power公司在Bath县的抽水蓄能电站 49

3.4抽水蓄能效率 50

3.5美国抽水蓄能设备 51

3.6能量与功率潜力 51

3.7开发 57

3.7.1环境考虑 57

3.7.2系统组成 57

3.7.2.1水库 57

3.7.2.2水道 61

3.7.2.3冲击式涡轮机与离心水泵 66

参考文献 67

第4章 地下抽水蓄能 69

4.1引言 69

4.1.1系统规模 69

4.1.2设计概述 70

4.2文献综述 71

4.3小型（含水层）地下抽水蓄能 72

4.3.1系统描述和运行 72

4.3.2性能建模 74

4.3.3水泵水轮机 78

4.3.4电动发电机 79

4.3.5电气系统 80

4.3.6水井 83

4.3.7地表蓄水池 87

4.3.8系统效率 88

4.3.9含水层水文地质 89

4.3.10法律事项 90

4.3.11经济性 93

4.4未来前景 94

参考文献 94

第5章 压缩空气储能 96

5.1背景 96

5.2大规模储能发展的动力 97

5.3系统的运行 99

5.4适合于压缩空气储能的地质特性 100

5.4.1盐岩洞 100

5.4.2硬岩层 102

5.4.3多孔岩 103

5.5已有的和在建、计划的压缩空气电站 106

5.5.1德国HUNTORF电站 106

5.5.2美国亚拉巴马州Mclntosh电站 107

5.5.3美国俄亥俄州Norton在建项目 108

5.5.4美国艾奥瓦州在建项目IMAU 108

5.5.5美国得克萨斯州计划项目 108

5.6压缩空气储能的运行和性能 109

5.6.1爬坡、转换和部分负荷运行 109

5.6.2恒定容量和恒定气压 109

5.6.3洞穴尺寸 111

5.6.4压缩空气储能系统的性能指标 114

5.6.4.1热耗率 114

5.6.4.2充电转换率 114

5.7单参数压缩空气储能性能指标 115

5.7.1主能量效率 116

5.7.2储能循环效率 116

5.8其他度量方法 117

5.9前沿技术 118

5.10结论 120

参考文献 121

附录 储存量要求 126

情况1洞穴压力为常数 127

情况2变化的洞穴压力和变化的涡轮机入口压力 128

情形3变化的洞穴压力和恒定的涡轮机入口压力 128

第6章 电池储能 130

6.1引言 130

6.1.1蓄电池或可充电电池 131

6.2能量和功率 131

6.2.1铅酸电池 132

6.2.2钠硫（NaS）电池 134

6.2.2.1案例1美国电力钠硫电池工程 137

6.2.2.2案例2 Xcel Energy对利用1 MW电池系统储存风能的测试 139

6.2.3全钒氧化还原电池 140

6.2.3.1其他电化学储能设备的性质 140

6.2.4全钒氧化还原液流电池 141

6.2.4.1商业应用：Cellstrom 143

6.2.5锂离子电池 146

6.2.5.1热失控 147

6.2.5.2容量衰减 148

6.2.5.3高倍率放电容量损失 148

参考文献 149

第7章 太阳热能存储 151

7.1热能存储简介 151

7.2热能存储的物理原理 152

7.2.1显热存储 153

7.2.1.1显热存储材料 153

7.2.2潜热 154

7.2.2.1借助于相变材料的潜热存储 154

7.2.3热化学能 155

7.2.3.1热化学能量存储 155

7.2.4选择存储方法 156

7.3存储系统 158

7.3.1双罐直接型存储 158

7.3.1.1熔盐作为传热液 158

7.3.2双罐间接型存储 158

7.3.3单罐温跃层存储 158

7.4存储容器设计 159

7.4.1罐的几何形状 159

7.4.2罐 161

7.4.2.1材料 161

7.4.3压力和应力 162

7.4.3.1机械压力 162

7.4.3.2热应力 162

7.4.4存储容器的热损耗与隔热 162

7.4.4.1圆柱形容器的热损耗 162

7.4.4.2球形容器的热损耗 164

7.5热储能系统的经济性 165

7.5.1调峰 166

7.5.2能源供应商的成本 166

7.5.2.1存储运行成本 166

7.5.3消费者成本 167

7.6热能存储的应用 169

7.6.1聚光式太阳能发电应用 169

7.6.1.1现有的大规模太阳光热能存储系统 171

7.6.2建筑和工业过程供热 172

7.6.3季节性供热 174

参考文献 175

第8章 天然气储存 177

8.1引言 177

8.2地下天然气储存的历史发展 177

8.3影响天然气储存未来价值的关键趋势 179

8.4天然气储存的种类 180

8.4.1枯竭储层储存 180

8.4.2蓄水层储存 180

8.4.3盐穴储存 181

8.4.4液化天然气 182

8.4.5管道容量 183

8.4.6气柜 183

8.5天然气储存在天然气输配中的作用 183

8.6客户细分 185

8.6.1远途运输商 185

8.6.2供应商和集成商 185

8.6.3州内管道 186

8.6.4州际管道 186

8.6.5生产商 186

8.7客户细分总结 187

8.8储能的经济性 187

8.9储存的演化 188

8.10天然气储存技术发展 189

8.11天然气储存与二氧化碳封存 191

参考文献 193

其他资料 194