GBT 43687-2024 电力储能用压缩空气储能系统技术要求标准立项发展报告

电力储能用压缩空气储能系统技术要求标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:TechnicalRequirementsforCompressedAirEnergyStorageSystemsforElectricPowerStorage摘要压缩空气储能（CompressedAirEnergyStorage,CAES）技术作为一种大规模、长时储能解决方案，在电力系统调峰、新能源消纳及电网安全稳定运行等方面具有重要的战略价值。随着我国"双碳"目标的深入实施和新型电力系统建设的加快推进，压缩空气储能技术迎来了前所未有的发展机遇。然而，长期以来该领域缺乏统一的国家标准，制约了产业规范化发展。在此背景下，国家市场监督管理总局（国家标准化管理委员会）批准发布了GB/T43687-2024《电力储能用压缩空气储能系统技术要求》，该标准于2024年3月15日发布，2024年10月1日正式实施。本报告系统梳理了该标准的编制背景、主要技术内容、关键指标要求及其对产业的深远影响，并详细介绍了标准化技术归口单位和主要起草单位的工作，旨在为标准使用者及相关从业人员提供全面的参考与指导。报告指出，GB/T43687-2024的发布填补了我国压缩空气储能领域国家标准的空白，标志着该技术从示范应用向产业化、规范化发展迈出了关键一步。关键词：压缩空气储能；电力储能；技术要求；国家标准；新型电力系统；储能标准化Keywords:CompressedAirEnergyStorage;ElectricPowerStorage;TechnicalRequirements;NationalStandard;NewPowerSystem;EnergyStorageStandardization1引言1.1研究背景在全球能源转型和中国"碳达峰、碳中和"战略目标的双重驱动下，以风电、光伏为代表的可再生能源装机容量持续快速增长。据国家能源局统计，截至2023年底，我国可再生能源发电总装机已突破15亿千瓦，占全球发电装机的近40%。可再生能源的间歇性和波动性特点，使得大规模、高效率的储能技术成为构建新型电力系统的关键支撑环节。在众多储能技术路线中，压缩空气储能凭借其规模大（单机可达百兆瓦级）、寿命长（设计寿命30年以上）、响应速度快、安全环保（无燃烧爆炸风险、无化学污染）等突出优势，被业界公认为最具发展潜力的大规模长时储能技术之一。尤其是在盐穴资源丰富的地区，压缩空气储能电站可实现极低的度电成本和优异的循环效率，展现出显著的经济性和工程可行性。1.2产业亟需标准化引领尽管压缩空气储能技术在我国已取得长足进展——从2013年国内首个1.5MW示范项目，到2021年山东肥城10MW盐穴压缩空气储能电站投运，再到2022年江苏金坛60MW/300MWh盐穴压缩空气储能国家示范项目并网发电——产业发展速度惊人，但标准化工作却明显滞后于工程实践。行业长期面临"有项目、缺标准"的困境：设计无据可依、设备规格不一、验收标准缺失、运行维护不规范等问题日益突出，严重制约了产业的规模化推广和跨区域复制。1.3标准编制目的与意义为破解上述瓶颈，全国电力储能标准化技术委员会组织行业内优势单位，历经多轮研讨、论证和审查，最终形成并发布了GB/T43687-2024《电力储能用压缩空气储能系统技术要求》。该标准的发布具有里程碑式的意义：在宏观层面，它响应了《"十四五"新型储能发展实施方案》中关于"建立健全新型储能技术标准体系"的明确要求，是落实国家标准化战略在储能领域的具体体现；在行业层面，它首次以国家标准的形式确立了压缩空气储能系统的技术框架和性能指标，为产品设计、设备制造、工程建设、并网运行和验收评估提供了统一的技术依据。通过规范市场准入和产品质量要求，该标准将有效引导技术迭代方向，推动产业从"能用"向"好用"升级，助力我国在全球压缩空气储能技术竞争中保持领先地位。2标准概述2.1标准基本信息|项目|内容||------|------||标准编号|GB/T43687-2024||标准名称|电力储能用压缩空气储能系统技术要求||英文名称|Technicalrequirementsforcompressedairenergystoragesystemsforelectricpowerstorage||标准状态|现行||发布机构|国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会||发布日期|2024年3月15日||实施日期|2024年10月1日||中国标准分类号|F19（风力发电系统和其他能源）||国际标准分类号|27.180（风力发电系统和其他能源）||国别|中国||语言|中文（简体）||版本|电子版（带水印）|2.2标准适用范围本标准规定了电力储能用压缩空气储能系统的通用技术要求，主要内容包括：系统的一般规定、设计、性能、接入电网运行、电磁兼容、涉网保护与安全保护装置、电能质量、功率控制、并网测试、运行维护与检修等要求。标准适用于压缩空气储能系统的设计、制造、试验、检测、运行、维护和检修，可作为压缩空气储能电站规划、建设、验收和运维的技术依据。需要特别指出的是，该标准对压缩空气储能系统所涉及的各主要环节均做出了原则性规定，既覆盖新建系统，也适用于已建系统的技术改造和升级评估。2.3标准性质说明作为推荐性国家标准（GB/T），本标准提供了技术要求和指导性原则，旨在为压缩空气储能系统的全生命周期管理提供参考框架。虽然推荐性标准不具强制执行力，但在实际工程应用中，该标准通常作为合同文件的组成部分被引用，从而在合同约束下获得事实上的强制效力。同时，该标准也是后续可能制定的强制性标准、行业标准、团体标准的重要基础。3标准编制过程3.1立项阶段压缩空气储能标准编制工作可追溯至2021年前后。随着国内多个压缩空气储能示范项目的规划和建设，行业内对于标准化的呼声日益高涨。在国家标准化管理委员会和全国电力储能标准化技术委员会的推动下，GB/T43687-2024的编制任务正式立项。立项阶段，起草工作组对国内外压缩空气储能技术标准现状进行了系统调研：-国际层面：ISO、IEC等国际标准化组织尚无专门针对压缩空气储能系统的完整标准，仅在储能系统通用标准（如IEC62933系列）中有所涉及；-国内层面：已有部分团体标准（如T/CEC501-2021《压缩空气储能系统技术规范》）和地方标准制定经验可供参考，但覆盖面有限、权威性不足；-亟需解决的核心问题：系统效率定义不统一、关键设备接口要求模糊、并网技术要求缺失、安全评价方法不健全。3.2起草与研讨阶段标准起草工作组成立后，系统梳理了国内外相关技术资料和工程数据，多次组织专题研讨会和技术论证会，广泛征求行业内科研院所、高校、设备制造企业、电力公司、工程建设和运行维护单位的意见。起草过程中重点解决的关键技术问题包括：系统效率的测试与计算方法、压缩机组与膨胀发电机组的性能匹配要求、储气装置的安全设计准则、并网运行的技术边界条件等。3.3审查与报批阶段标准草案经过多次修改完善，先后通过全国电力储能标准化技术委员会组织的专家审查会，对标准的科学性、先进性、适用性和协调性进行了全面评估。审查专家一致认为，该标准内容完整、指标合理、技术先进，达到了国内领先水平。最终，标准于2023年底完成报批，2024年3月由国家市场监督管理总局（国家标准化管理委员会）正式发布。4标准主要内容解析4.1标准框架结构GB/T43687-2024按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的要求进行编写，主要内容涵盖范围、规范性引用文件、术语和定义、基本规定、系统设计要求、性能要求、接入电网运行要求、电磁兼容要求、涉网保护与安全保护装置要求、电能质量要求、功率控制要求、并网测试要求、运行维护与检修要求等多个技术章节。4.2关键术语与定义标准对压缩空气储能系统的核心术语进行了规范化定义，包括：-压缩空气储能系统：利用电力压缩空气并将高压空气存储于储气装置中，在需要时释放压缩空气驱动透平发电的储能系统。-额定功率：系统在规定的运行条件下，储能和释能过程的最大持续输出功率。-储能容量：系统在额定工况下，从满充状态放电至最低工作状态所释放的电能总量。-储能效率（系统往返效率）：一个完整充放电循环中，系统输出的电能与输入的电能之比，以百分比表示。-储气装置：用于存储高压空气的容器或天然储气空间，包括地上压力容器、地下盐穴、废弃矿洞等。-热管理系统：在压缩过程中回收并存储压缩热，在膨胀过程中利用存储热量预热空气以提高系统效率的辅助系统。4.3系统性能要求（1）储能效率储能效率是衡量系统技术经济性的核心指标。标准根据不同的技术路线给出了分类要求：-传统补燃式压缩空气储能系统：系统效率应不低于55%；-先进绝热式压缩空气储能系统：系统效率应不低于60%；-带有高效热回收的先进系统：系统效率应不低于65%。（2）功率与容量特性标准对系统的额定功率、储能容量、功率调节范围、响应时间等参数提出了明确要求：系统应在额定功率的30%~100%范围内具备连续调节能力；从接收到调度指令到输出功率变化至目标值的时间应不超过10分钟（启动时间）、不低于一定速率（升负荷速率等）。（3）运行寿命与可靠性标准要求系统的设计寿命不低于30年；在规定的运行维护条件下，系统年可用率应不低于90%；关键设备（压缩机、透平、储气装置）的设计寿命和检修周期应符合相关标准的规定。4.4并网技术要求压缩空气储能系统作为大型并网型储能设施，其并网运行性能直接影响电力系统的安全稳定。标准对以下并网技术指标进行了规定：（1）电能质量-系统并网点电压偏差、频率偏差应满足GB/T15945和GB/T12325的要求；-注入电网的谐波电流应满足GB/T14549的规定；-电压波动和闪变应满足GB/T12326的要求；-三相电压不平衡度应满足GB/T15543的规定。（2）功率控制-系统应具备有功功率连续调节能力，调节范围应不小于额定功率的30%~100%；-应具备无功功率调节能力，功率因数应在0.95（超前）~0.95（滞后）范围内可调；-一次调频功能：系统应具备一次调频能力，频率死区不大于±0.033Hz（适用于50Hz系统），调频响应时间应满足电网调度要求。（3）故障穿越系统应具备低电压穿越和高电压穿越能力，在电网发生故障时，应能按照GB/T36547和GB/T36548的要求不脱网连续运行。4.5安全保护要求安全是压缩空气储能系统设计、建设和运行的首要考虑。标准从以下方面提出了安全要求：-储气装置的安全设计应符合压力容器相关法规和标准，需设置超压保护、泄漏检测和紧急排放装置；-地下储气设施（盐穴、矿洞）应进行地质稳定性评价，建立地面沉降和气体泄漏监测系统；-系统应配备完善的火警自动报警系统和气体泄漏报警系统；-涉及高压气体的管道、阀门、换热器等部件应按相应压力等级选用并定期检验；-系统应制定完善的事故应急预案和安全操作规程。5主要参与单位介绍5.1全国电力储能标准化技术委员会全国电力储能标准化技术委员会（SAC/TC550）是经国家标准化管理委员会批准成立的全国性专业标准化技术组织，负责电力储能领域的标准制修订工作。技术委员会由来自电网企业、发电企业、储能设备制造企业、科研院所、高等院校和行业学协会等单位的专家组成，秘书处设在中国电力企业联合会。5.2主要起草单位GB/T43687-2024由多家在压缩空气储能领域具有深厚技术积累的单位联合起草。限于篇幅，本报告重点介绍以下核心起草单位：中国能源建设集团（中国能建）中国能源建设集团有限公司（简称"中国能建"）是经国务院批准、由国务院国有资产监督管理委员会直接管理的特大型能源建设集团，是中国乃至全球最大的电力行业全面解决方案提供商之一。在压缩空气储能领域，中国能建拥有突出的技术优势和丰富的工程业绩。在技术研发方面，中国能建下属的中电工程（中国电力工程顾问集团）及其所属中南电力设计院等企业，是国内最早开展压缩空气储能技术研究和工程设计的单位之一。中国能建设计团队在压缩空气储能电站的系统集成、热力系统优化、储气方案比选、厂址选择、地下工程等方面积累了扎实的技术储备和工程经验。在工程实践方面，中国能建承担了多个国家级压缩空气储能示范项目的勘察设计工作，包括江苏金坛60MW/300MWh盐穴压缩空气储能国家示范项目、山东泰安压缩空气储能电站等。通过这些项目的实施，中国能建建立了覆盖压缩空气储能电站全生命周期的技术体系——从前期规划选址、可行性研究，到初步设计、施工图设计，再到建设期技术服务和运行期技术支持。在标准编制方面，中国能建充分发挥工程实践经验优势，为标准中系统设计要求、性能指标确定、并网技术条件、安全保护要求等核心章节的编制提供了大量一手数据和工程依据。同时，中国能建积极将成熟的工程经验和先进的技术成果纳入标准条款，确保了标准的科学性、适用性和先进性。其他参与单位此外，本标准主要起草单位还包括（以下部分单位名称来源于标准公开信息中主要起草单位排序，供参考）：全球能源互联网研究院有限公司（牵头储能系统并网检测相关技术部分）、中国科学院工程热物理研究所（在压缩空气储能基础研究方面提供关键技术支撑）、西安交通大学（在热力系统优化和储热技术方面提供理论支持）、华能集团清洁能源技术研究院有限公司（在示范工程运营数据方面提供支撑）、中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司（在电站设计技术条件方面提供支撑）、上海电气集团、哈尔滨汽轮机厂有限责任公司（在压缩机和膨胀机设备设计与制造技术条件方面提供支撑）等。上述单位涵盖了产、学、研、用全链条的技术力量，形成了优势互补、协同攻关的编制团队，为标准的科学性、系统性和可操作性奠定了坚实基础。6标准实施意义与影响6.1对产业发展的影响GB/T43687-2024的实施，对我国压缩空气储能产业将产生深远影响：推动技术进步与产业升级。标准对系统效率、可靠性、并网性能等核心指标提出了明确要求，为技术研发和产品迭代指明了方向。优胜劣汰的市场机制将促使压缩空气储能技术加速从"可用"向"高效"演进。特别是对先进绝热压缩空气储能（AA-CAES）、超临界压缩空气储能、液态空气储能等新技术路线，标准提供了比较基准，有利于不同技术路线之间的公平竞争和协同发展。规范市场秩序与促进规模化应用。标准发布前，压缩空气储能设备制造和电站建设中存在技术指标不一、质量水平参差不齐的问题。标准的实施为设备采购、工程验收提供了统一的技术标尺，降低了项目前期论证的不确定性，增强了投资主体的信心，有利于吸引更多社会资本进入该领域，加速产业规模化进程。支撑新型电力系统建设。随着新能源占比持续攀升，电力系统对长时储能的需求日益迫切。压缩空气储能作为大规模长时储能的主力技术之一，其规范化发展对提升电力系统调节能力、保障电网安全稳定运行、促进新能源消纳具有重要意义。本标准的实施将为电网企业和电力调度机构提供技术管理的依据，有利于压缩空气储能在电力市场中发挥更大作用。促进国际标准化。随着我国压缩空气储能技术达到国际先进水平，本标准的发布也为国际标准化工作提供了"中国方案"。在全球尚无统一的压缩空气储能国际标准的背景下，我国率先发布国家标准，将在一定程度上影响