摘要：[目的]压缩空气储能(Compressed Air Energy Storage,CAES)是1种可大规模储存电力能源的技术,其规模仅次于抽水蓄能,储气装置是其重要的组成部分。国内外已投入商业运行的压气储能电站的储气装置多为盐穴、废弃矿坑等天然地质构造,大规模长时压缩空气储能有赖于更具经济性及广泛适用性的储气装置。[方法]人工地下洞室储气库较大程度上摆脱了压缩空气储能电站对于特殊地质条件的依赖,成为大规模建设长时压气储能电站的有力支撑,但国内外相关研究成果较少,摸清国内外研究现状,总结其他行业先进经验,理清该领域亟待突破的难题,对于大规模建设压气储能电站具有重要意义。[结果]压气储能电站地下人工洞室与天然气储气库及水电输水隧洞等常规人工洞室运行特点有较大不同,目前对于该领域尚缺乏成熟的设计方法与规程规范,有诸多关键技术仍有待解决,文章对压气储能电站地下人工洞室的特点及重点研究内容进行了梳理。[结论]创新是自主建设压缩空气储能电站地下硬岩储气库的唯一出路,在安全的大前提下兼顾经济性并突破,该技术对丰富我国储能发电技术,完善新型电力系统具有重大的现实意义,若该技术发展成熟,可为我国新型电力系统的构建提供强大的保障。

摘要：针对压缩空气储能(Compressed Air Energy Storage,CAES)电站地下人工洞室设计时计算洞室埋深未充分考虑围岩承载力的问题,参考国内外相关计算方法,基于极限平衡分析法提出一种CAES电站地下人工洞室埋深的计算方法,在考虑上覆岩体重力作用、破坏面上抗剪力的情况下通过假定极限状态下的岩体破坏面建立极限平衡模型进行力学分析。同时,讨论破裂角、侧压力系数、埋深、洞径等参数对抗抬安全系数的影响。结果显示:破裂角对抗抬安全系数的影响规律与岩层侧压力系数相关,当侧压力系数一定时,抗抬安全系数随着破裂角的增大而增大;当破裂角一定时,抗抬安全系数随着侧压力系数的增大而增大。此外,抗抬安全系数随着洞室直径的增大而减小,随着洞室埋深的增大而增大。