据能源圈了解到，

摘要：为规范引导压缩空气储能产业健康有序发展，基于压缩空气储能技术、工程应用以及标准制定现状，提出了以压缩空气储能应用流程为主线的标准体系框架，列出了压缩空气储能标准明细表，可以为后续压缩空气储能标准化工作提供指导。

1 技术现状

压缩空气储能是将电能转化为空气内能的一种物理储能方式，属于能量型规模化电网储能技术。按照系统运行原理，压缩空气储能系统分为补燃式和非补燃式两类。补燃式压缩空气储能系统储能时，电机驱动压缩机将空气压缩至高压并存储在地下废弃的矿洞中，完成高压空气的存储；释能时，矿洞中的高压空气进入燃气轮机，在燃烧室中与燃料混合燃烧，驱动燃气轮机做功，带动发电机对外输出电能，从而完成发电过程。非补燃式压缩空气储能系统是基于常规的压缩空气储能系统发展而来，通过采用回热技术，将储能时压缩过程中产生的压缩热收集并存储，待系统释能时用以加热进入透平的高压空气，从而摒弃了燃料补燃。

当前国际上投入商业运行的压缩空气储能系统均采用补燃的方式。补燃式压缩空气储能系统采用燃料补燃，带来环境问题，并且由于对天然气等燃料的依赖，限制了系统的推广应用；非补燃式压缩空气储能系统不仅消除了对燃料的依赖，实现了有害气体零排放，同时综合利用了能量，系统效率得到提高。

针对非补燃的技术路线，目前发展了先进绝热压缩气储能、深冷液化空气储能和超临界压缩空气储能等多种技术形式。

传统补燃式压缩空气储能系统主要由压缩子系统、高压储气子系统、辅助加热子系统、透平发电子系统、控制系统以及辅助系统等组成，主要设备为空气压缩机组、膨胀发电机组、储气设备、燃烧室、换热器等；绝热压缩空气储能系统主要由压缩子系统、高压储气子系统、蓄热回热子系统以及透平发电子系统等组成，主要设备为高温压缩机组、膨胀发电机组、储气罐、高温储热罐、常温储罐和换热器等；深冷液化空气储能中主要含压缩液化、储热、储冷、膨胀发电四个子系统，关键设备将直接决定深冷液化空气储能发电系统的运行效率；超临界压缩空气储能系统节流液化系统的主要部件包括压缩机、蓄热设备、蓄冷回热器、液态空气储罐、低温泵和膨胀机等。

作为一种大规模储能技术，压缩空气储能具有储能容量大、使用寿命长、可靠性强和经济性好的特点，而采用新型压缩空气储能技术后的系统更具有环保无污染的优点，未来具有广阔的应用空间。目前制约压缩空气储能发展的主要瓶颈是其储能效率和造价成本，因此，其总体发展趋势是向摆脱地理和资源条件限制、提高效率及降低成本的方向发展。

2 工程示范应用

世界上最早投入商业化运行的两座大型压缩空气储能电站是德国的Huntorf电站和美国的McIntosh电站，这也是目前世界上仅有的两座实现商业化运行的压缩空气储能电站，此外，还有多处筹建或在建的压缩空气储能项目。

德国Huntorf电站于1978年投入运行，是全世界第一个商业化的压缩空气储能电站。电站压缩机组功率为60 MW，可连续工作8 h，发电机组输出功率为290 MW，可连续工作3 h，运营至今已有40余年。Huntorf电站最初有两个主要用途：一是被用来替代抽水蓄能实现电力系统调峰，二是作为北海一个核电站的黑启动电源。后来由于德国北部风电的迅猛发展，Huntorf电站又进行了扩容以用来抑制风力发电的波动性，除了高压燃烧室以及用于连接膨胀机和发电机的300 MW离合器之外，Huntorf电站的大部分设施都与当时的工业发展水平接近。高压膨胀机是在一个汽轮机基础上略加改造而成，低压膨胀机采用的是一种已经广泛通用的燃气轮机，所有的压缩机均采用当时工业标准型号的产品。为了减少运维成本，缩短系统启动时间，电站没有采用尾气余热回收的设计。美国McIntosh压缩空气储能电站于1991年投入运行，是世界第二、美国第一个商业化的压缩空气储能电站。该系统压缩机组功率为50MW，发电功率为110MW。储气洞穴在地下450m，总容积为5.6105m，压缩空气储气压力为7.5MPa。可以实现连续41h空气压缩和26h发电，机组从启动到满负荷约需9min。该电站由Alabama州电力公司的能源控制中心进行远距离自动控制，与Huntorf类似的是，仍然采用天然气补燃，实际运行效率约为54%，扣除补燃后的实际效率20%。

作为国内压缩空气储能领域代表性研发机构，清华大学首先提出了先进绝热压缩空气储能技术。2012年，清华大学主导承担了国家电网有限公司《压缩空气储能发电关键技术及工程实用方案研究》项目，研发能够实现电力大规模工程化存储的储能系统，项目所在地为安徽省芜湖市。项目主要分为两个阶段：第一阶段，研制500kW绝热压缩空气储能系统，完成原理示范样机的构建；第二阶段，在500kW原理样机研制的基础上，针对工程实际应用，完成10MW压缩空气储能电站工程技术方案。系统设计的发电功率为550kW，发电时间为1h；压缩机采用自主研发的非稳态压缩机，排气压力10MPa，流量1250Nm3/h；采用自主研发的三级再热透平膨胀机，级间利用压缩机的压缩热进行回热，回热温度为98℃，透平膨胀机的排气量为2.41kg/s，输出轴功率为600kW，发电机的额定功率为500kW；储罐体积100m3，储气温度为常温，储气压力10MPa。2014年底，该系统完成安装调试，并成功实现了带载发电，成为世界上首套实现储能发电循环的绝热压缩空气储能发电系统。

2017年，清华大学申报并获批江苏金坛60MW/300MWh压缩空气储能发电国家示范项目，该项目是我国在压缩空气储能及大规模物理储能领域的唯一的国家示范项目。项目落址于江苏省常州市金坛区，一期建设储能容量为60MW5h压缩空气储能电站，2021年实现储能发电，系统电-电转换效率可达60%；二期将建设装机容量达到1 000 MW的压缩空气储能电站群。

3 标准现状

国家标准《电力储能用压缩空气储能系统技术要求》（计划号：20212967-T-524）规定了电力储能用压缩空气储能系统的系统性能、压缩储能系统、储气系统、储换热系统、膨胀释能系统和电气系统及仪表与控制系统等技术要求，描述了系统性能试验方法，规定了系统分类要求，适用于额定放电功率为1 MW且额定放电能量为2 MWh及以上的压缩空气储能系统。该国家标准的制定将为压缩空气储能电站的规划、可研、设计、建设提供依据，为储能电站的设备制造、高效率安全稳定运行提供技术指导方向，促进压缩空气行业健康有序发展，填补压缩空气储能领域的国家标准空白。

能源行业标准DL/T 2619—2023《压缩空气储能电站运行维护规程》规定了压缩空气储能电站正常运行、异常运行及故障处理和维护等技术要求，适用于额定放电功率1 MW及以上且额定放电容量不低于0.5 MWh的压缩空气储能电站。该行业标准的制定为压缩空气储能电站安全稳定运行与高水平维护提供了保障。

能源行业标准《压缩空气储能电站地下高压储气库设计规范》（计划号：能源20220418）规定了压缩空气储能电站地下高压储气库选址及布置、储气库稳定性分析、支护设计、结构设计、封堵体设计、密封设计、洞室储气库灌浆和防渗设计、主要设备及消防、储气库监测等技术要求及方法，适用于新建、扩建或改建的补燃和非补燃型压缩空气储能电站地下高压储气库的设计。该标准的制定将提高压缩空气储能电站地下高压储气库的安全性、经济性，保证地下高压储气库的工程质量，提高工程设计的效率和质量。

能源行业标准《压缩空气储能电站工程地质勘察规范》（计划号：能源20220419）提出压缩空气储能电站各勘察阶段的目标、任务、内容和精度要求，针对大型地下储气库特征提出勘察手段、原位测试、室内试验技术以及关键参数获取方法和压缩空气储能电站储气库选址条件及工程地质条件评价方法，适用于利用地下空间的压缩空气储能电站工程的地质勘察工作。该行业标准的制定将提高压缩空气储能电站的安全性和经济性，为压缩空气储能电站设计提供可靠依据。

能源行业标准《压缩空气储能电站可行性研究报告编制规程》（计划号：能源20230486）、《压缩空气储能电站工程初步设计报告编制规程》（计划号：能源20230487）分别对压缩空气储能电站可行性研究报告和工程初步设计报告的内容进行了规定。两项标准可规范行业内对压缩空气储能电站各阶段设计文件的编制，保证设计成品的统一、完整和质量，规范了前期工作内容和深度，同时为相关企业投资决策提供参考，助力压缩空气储能电站工程项目报批、备案。

能源行业标准《压缩空气储能电站效率指标计算方法》（计划号：能源20230480）规范了计算压缩空气储能电站效率时的基准工况、输入参数、能效评价指标及其计算方法，适用于多种技术路线的压缩空气储能站效率指标的计算、评估和准入核算。该标准的制定可为压缩空气储能项目的投资决策提供可靠依据，可提高压缩空气储能电站全系统的能量转换效率。

能源行业标准《压缩空气储能电站经济评价导则》（能源20230482）规定了压缩空气储能电站成本构成、类型和测算方法，规范了测算项目盈利能力、偿债能力和项目的财务可行性评价等，适用于压缩空气储能电站经济评价编制工作。该标准规范了压缩空气储能电站建设项目经济评价工作，明确了压缩空气储能经济评价基本准则及测算机理，为压缩空气储能投资商提供经济效益测算依据。

2015年3月，国务院印发《深化标准化工作改革方案》（国发〔2015〕13号），该方案提出了培育发展团体标准，鼓励具备相应能力的学会、协会、商会、联合会等社会组织和产业技术联盟协调相关市场主体共同制定满足市场和创新需要的标准，供市场自愿选用，增加标准的有效供给。储能相关的各学会、协会和产业联盟积极响应国家号召，开展团体标准编制。

中国电工技术学会提出并管理《压缩空气储能电站标识系统（KKS）编码导则》（2021-02-25实施）、《压缩空气储能电站接入电网技术规范》（2021-09-30实施）；中关村储能产业技术联盟提出并管理《压缩空气储能系统集气装置工程设计规范》（2018-06-26实施）、《压缩空气储能系统性能测试规范》（2021-02-01实施）；中国能源研究会提出并管理《压缩空气储能系统集气装置工程设计规范》（2018-10-01实施）、《压缩空气储能系统性能测试规范》（2020-12-31实施）；中关村标准化协会提出并管理《压缩空气储能系统集气装置技术要求》（2019-03-01实施）。目前，还有多个团体标准组织开展压缩空气储能标准的制定。

4 标准体系

压缩空气储能标准体系用来说明储能技术标准的总体结构，反映电力储能领域内整体标准的相互关系。虽然压缩空气储能涵盖各种不同形式、不同应用功能，但是生命周期却是一致的，都包含规划设计、施工及验收、运行维护、检修、设备及试验这5个环节，这5个环节本身既互相关联，又具有较高的独立性。文中按此划分储能标准的界面，并在此基础上，增加基础通用类、安全环保类、技术管理类标准，各环节之间的标准不交叉、不重叠，图1给出了压缩空气储能标准体系架构。电力储能标准体系主要包括基础通用、规划设计、施工及验收、运行维护、检修、设备及试验、安全环保、技术管理8个方面的标准。

1）基础通用类

基础通用类标准主要对电力储能标准体系中的共性内容进行规定，主要涉及电力储能领域的术语、图形、符号、编码等方面标准，具体项目列表如表1所示。

2）规划设计类

规划设计类标准主要对电力储能电站规划、勘察、设计进行规定，从电站规划、电站勘察、电站各阶段设计等方面提出相关要求，具体项目列表如表2所示。

3）施工及验收类

施工及验收类标准主要对电力储能电站工程施工、安装、验收进行规定，包括电站土建及各系统设备安装、调试、验收、施工质量评定等方面标准，具体项目列表如表3所示。

4）运行维护类

运行维护类标准主要对电力储能电站运行、维护、并网调度进行规定，包括电站运行监视、运行操作、巡视检查、异常运行及故障处理等运行要求、设备及系统维护要求以及储能电站并网调度运行与控制等方面要求，具体项目列表如表4所示。

5）检修类

检修类标准主要对电力储能电站的主要设备检修、试验进行规定，包括计划检修、状态检修等检修方式以及修前检测、修后试验等方面，具体项目列表如表5所示。

6）设备及试验类

设备及试验类标准主要对电力储能电站主要设备及系统的技术要求、试验检测等进行规定，主要包括各种储能电池、电池管理系统、变流器和监控系统等主要设备技术条件及检测试验方法，还包括储能系统、储能电站接入电网技术要求和梯次利用电池及系统技术要求等方面标准，具体项目列表如表6所示。

7）安全环保类

安全环保类标准主要对电力储能电站建设、运行阶段的安全等进行规定，提出储能电站设备设施安全、操作安全和运行安全等方面技术要求以及储能电站应急管理方面相关要求，涵盖储能电站建设、运行、维护和检修及试验等方面，具体项目列表如表7所示。

8）技术管理类

技术管理类标准主要对电力储能电站工程建设、生产运行全过程技术管理进行规定。包括储能电站各专业、关键设备技术监督、运行指标评价、后评价、设备监造和项目管理以及技术经济等方面标准，具体项目列表如表8所示。

目前压缩空气储能电站相关标准正处于发展的初始阶段，但压缩空气储能电站行业发展迅猛，面对行业发展的形势以及国家政策层面的要求，压缩空气储能电站标准制定工作已经迫在眉睫，尤其是事关电站建设与接入的标准，如《压缩空气储能发电系统术语与定义》、《压缩空气储能电站设计规范》、《压缩空气储能电站标识系统（KKS）编码导则》、《压缩空气储能电站接入电网技术规定》等需要优先、加快制定；其他基础通用类，尤其是与安全相关的标准，如《压缩空气储能电站安全设计规范》等也要尽快制定。标准体系中提及的其他标准如短时没有制定计划，相关从业人员也可参考其他类型的储能电站、火力发电机组等相关标准执行；专业性很强的技术标准如压缩机、空气透平、盐穴施工等方向，可参照对应专业标准执行，如压缩机设计专业便可参照GB 50029《压缩空气站设计规范》，空气透平可参照JB/T 11847《透平膨胀机技术条件》执行。

总之，标准体系表在编制过程中需要多征集行业内不同技术方向从业人员的意见，做好充分调研与沟通工作，优先制定行业核心标准和基础通用类标准，参照系统性原理进行编制。此外，标准体系是动态的、发展的，需要在行业发展过程中不断调整与改进，方能更好的发挥标准体系的功能性作用。

5 结语

当前我国压缩空气储能技术快速发展，在全国多点示范应用，需开展压缩空气储能标准体系的研究，制定急需的标准。后续随着技术发展和工程应用，动态更新压缩空气储能标准体系，根据需求迫切程度调整优化标准制定的时间表，适时启动新储能标准的制定工作，支撑我国压缩空气储能行业的健康有序发展。