中能建电科院刘文丰300MW级压气储能电站智能控制技术研究与实践

中国储能网讯：

3月23日，由中国化学与物理电源行业协会主办并联合500余家机构共同支持的第十五届储能大会暨展览会（简称“CIES2025”）在杭州国际博览中心召开。

CIES大会以“绿色、数智、融合、创新”为主题，针对储能产业面临的机遇与挑战等重点、热点、难点问题展开充分探讨，分享可持续发展政策机制、资本市场、国际市场、成本疏导、智能化系统集成技术、供应链体系、商业模式、技术标准、示范项目应用案例、新产品以及解决方案的普及和规模化工程应用。

在3月24日下午的储热与长时储能专场中，中国能源建设集团科技发展有限公司电力科学研究院副院长刘文丰作了题为《300MW级压气储能电站智能控制技术研究与实践》的主旨演讲。

以下内容根据大会发言整理提炼，仅供参考。

各位同仁、各位领导：

非常荣幸受邀在本次论坛上，向各位分享中国能源建设集团在300MW级压缩空气储能电站领域的技术研究成果与实践经验。

今天我主要将围绕四个核心维度展开：第一是压缩空气储能电站概述；第二是智能控制技术在压气储能电站中的应用；第三是我们的300MW级压气储能电站智能控制技术实践案例；第四是300MW 级压气储能电站智能控制技术的未来展望。

一、压气储能电站概述

如图所示，这是我们建设的湖北应城300MW级压缩空气储能示范项目。这里可以看我们整个建设的进展情况。

压气储能的原理是通过电网负荷低谷时段的多余电力驱动压缩机，将空气储存于高压密封设施中，在用电高峰时段释放能量发电。具有储能容量大、周期长、环境污染小的优势，能够有效应对新能源发电的波动性、间歇性、随机性。

压气储能电站发展历程和应用场景，大家可以看一下。

目前湖北应城压缩空气储能的情况，单机功率实现300MW，容量是1500Mwh，系统转换效率约70%。

对于创新点这一方面，我们首先实现了完全自主化的技术装备（国产化率100%），其次创新性地利用废弃盐穴作为储气库，最后以空气为介质，实现了环境零污染。

二、智能控制技术的研究内容和意义

我们利用先进的传感器、控制器和通信技术，实现了压气储能电站的实时监测的分析和控制。我们参考了欧美建设储能电站的经验，同时结合国内实际需求，在控制领域同步推进智能化转型，实现压气储能电站的自动化运行、优调度，提高系统的运行效率和可靠性，降低我们的运行成本，最终增强它的经济性和环境的友好性。

我们的智能控制系统主要实现了两大核心功能突破，首先，通过实时监测与动态调整运行参数，确保系统始终处于最优运行状态；其次，采用先进的控制算法、预测模型和优化技术，显著提升了压缩和膨胀过程的运行效率。在应城项目的具体实践中，我们重点攻克了两个关键技术难题：一是通过优化通信协议和网络架构，满足了快速控制的需求；二是构建了专门的算法服务平台，通过对运行大数据的深度挖掘和分析，为系统性能提升提供了智能化支撑。

储气库的智能监控与管理，还有电网接入与协调控制。这里也是几个方面，提高了运行效率和可靠性，增强了电网的稳定性、灵活性。

三、压气储能电站智能控制技术实践案例

我们成功打造了一条绿色、零碳、高效的储能新路径，自主完成了从调试、运维到数字化的全链条工作，其中两项创新成果属行业首创，为压缩空气储能领域树立了新的质量标杆。

我们整个平台真正开始进入是2022年，2023年8月份我们完成了常规的DCS的测试、软件运行环境测试，10月份设备发货。2024年3月第一次云系统恢复。6月18日，实现了优化调试。

技术难点，这里面有一个参考的案例，确实实现了我们对整个全站压缩系统、膨胀系统、储气库的整体的协同控制。

我们的智能控制平台实现了对生产区设备的直接控制，突破了传统火电控制系统仅提供运行指导的局限。创新性地实现了对机组启停过程的全程自动化控制，这标志着我们在储能电站智能控制领域取得了重大突破。

这里可以看一下，通讯的网络架构这一块是我们的核心。

我们的目标：第一个是自动化、数字化水平的提高，目标是少人值守；第二是机组全程智能启停；第三是实现典型故障的知识表达和推理；第四实现系统异常自动诊断、预警与处理。

硬件平台这一块分为高速控制器区、智慧报警控制器区、算法服务器区，在技术研发重点方面，我们正集中力量深化算法服务能力建设。针对当前行业热点的人工智能技术，我们已启动相关研究并进行了初步技术对接。但AI技术在控制系统中的深度应用仍处于探索阶段，其与现有算法服务的融合程度及最终效果，还需要通过进一步的工程验证来评估。

硬件平台中的高速控制器区专注于实时控制，采用专用处理器和优化算法，确保系统能够实现毫秒级的快速响应，这是实现精准控制的基础保障。智慧报警控制器区集成了先进的故障诊断算法，其设计重点在于快速识别异常状态，为电网共享储能应用提供了可靠的安全保障。算法服务器区，考虑的是机组长期运行以后，把我们的数据集能够收集提炼，然后生成我们自己的算法控制模型，最终还是应用于提升机组整体的控制效率，优化能效分析的计算。

在地下储气库管理方面，我们开发了专用的EMS能量管理系统，这个模块对压气储能电站提供了很大的支撑。

在智慧报警系统研发方面，我们虽然参考了智能电厂的标准规程模块，但更注重针对压缩空气储能系统的特殊需求进行定制化开发。这套系统从项目初期就已部署，经过持续优化已成为保障电站安全运行的关键支撑。目前我们正重点推进其与专家系统的深度融合，以进一步提升智能化水平。

在智能启停技术方面，我们已成功建立了完整的机组自启停控制标准。该标准是在火电机组成熟经验的基础上，针对压缩空气储能系统的特性进行了专项优化和创新。

在性能计算与优化运行模块方面，我们已经实现了协调控制和AGC功能。目前在适应电网"两个细则"要求方面，特别是在相关规程和规范上，我们还存在一些不足，但也一直在积极探索解决方案。

在应城项目实际运行中我们发现，机组完全能够满足高响应速率的要求，其速率甚至远超火电机组数倍。但由于储能系统特有的储气库特性，使得某些运行指标需要特殊考量。因此，我们在调试和试运行过程中采取了相对谨慎的态度，以确保系统安全稳定运行。

在能量管理系统方面，我们已取得实质性突破并正式投入运行。作为整个控制系统的核心支柱，能量管理系统的重要性居于首位，其研发和实施投入了集团最优质的资源。

四、未来展望

回顾我们的技术发展历程，从传统电力系统起步，逐步向智能化方向演进。在压缩空气储能领域，虽然工艺和设计方面仍存在需要突破的技术瓶颈，但我们在控制系统方面持续取得进展，特别是在与人工智能、机器学习等新技术的融合应用上。

我这里提了智能感知与监测技术、智能决策与优化控制方法、系统集成与协同控制技术，常规的协调、自启停的控制都是传统控制策略基础上进行优化提升。

我们将持续深化自主创新能力建设，坚定不移地落实集团"自主可控"的战略要求。现阶段的工作重点在于全面提升自主知识产权水平，着力实现核心技术100%自主可控的发展目标。通过压缩空气储能项目的工程实践，我们已经积累了丰富的技术经验，正在构建具有完全自主知识产权的智能控制体系。

基于多个成功案例的经验，我们正在推进该控制系统与新型电力系统的全面融合，这将为能源转型提供重要的技术保障。通过对电网两个细则考核要求的深入学习研究，探索大规模压缩空气储能电站储能过程中的调频、调峰特性，提升机组在电网侧的盈利能力。

我的主要汇报就到这里，谢谢大家！

一审：刘亚珍

二审：裴丽娟

三审：潘 望