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1）调峰型储能电站储气库规划选址示例
广州市是广东地区最大电力负荷中心之一，在市区内基本不具备抽水蓄能电站条件，压气储能电站是唯一可行的100 MW级大规模储能电站。根据现有的地质调查成果，广州市内没有发现可以建造盐岩洞穴和含水层地下储气库的合适地层，也没有可利用的大型废气矿井，因此新建岩穴地下储气库是现阶段的唯一选择。由广州市硬岩地层分布图5可知，广州市行政区划内的佛岗、增城和新兴等地广泛分布有埋藏较浅花岗岩和砂岩地层，这两种地层是新建地下岩穴储气库的理想地层。从区域地质构造角度上，上述三地均无大的断裂带通过，地震烈度为7度区。因此，上述三地是广州市100 MW级大规模储能电站选址的首选。
图5 广州市地质图
2）电力品质改善型储气库区域性规划选址示例
首先，依据间歇性能源的分布初步确定压气储能电站的需求规划选址。广东风能蕴藏量丰富，粤西北及沿海一带及岛屿风速大，风力发电可装机容量达 600 万千瓦[18]。年均风速大于8 m/s区域主要分布图6所示。广东省也是中国光资源最丰富的地区之一，年太阳总辐射量在4200~5400 MJ/㎡之间，全省年平均日照时数1745.8 h, 年均日照小时数大于>2700 h分布区域图8所示。作为改善电力品质的压气储能电站规划布局，应尽可能多种间歇性能源的综合利用。通过对比分析后可知：广东省内年均日照小时数大于>2700 h分布区域，且年均风速大于8 m/s地区主要有：韶关西南部、韶关南部、韶关、广州东北部、清远西北、茂名东北，湛江中部、潮州东南部等地区。这些地区都属于压气储能电站布局的优先优选地区。
图6 风光能源分布叠合区
其次，依据地震条件论证压气储能电站按需求确定的规划选址可行性。广东省地震烈度主要划分为八度（0.20g）、强七度（0.15g）、七度（0.10g）和六度（0.05g）等4个区域。八度区主要分布在徐闻南部和潮汕地区的东部，占广东省土地面积约1.72%；强七度区主要分布在徐闻北部、阳江南部和潮汕中东部，占广东省土地面积约3.73%；七度区主要分布在广东省沿海一带，覆盖了汕头、潮州、惠州、深圳、东莞、广州、中山、珠海、茂名、湛江等城市的全部或部分，形成一条从东至西连续分布的0.10g沿海条带区，占广东省土地面积约26.47%；六度区主要分布在0.10g沿海条带区以北的全部区域，占广东省土地面积约68.08%。按照拟建储气库区域地震烈度不宜大于8度的原则，广东省98%以上的地区建设地下储气库均不受地震条件的影响。在上述根据风能和光伏能分布综合确定的规划选址中，由于潮州东南部地区地震烈度在八度或八度以上，因此该区不适宜建设压气储能电站地下储气库。
第三，依据区域宏观地质条件进一步论证需求规划选址的可行性。广东地区岩浆岩、变质岩和碳酸岩等岩性组广泛分布，包括各期侵入岩和喷出岩，多为坚硬—较坚硬层状、块状岩体，干抗压强度 47.66~181.03 MPa。各种砂岩等变质岩抗压强度12.7-265.0 MPa之间。灰岩、白云质灰岩等碳酸岩为坚硬-较坚硬层状岩体，抗压强度一般在61.6~123.2 MPa之间，岩溶发育弱-中等。广东地区广泛分布的硬岩岩组及其良好的抗压强度，为新建岩穴地下储气库提供了很好的工程地质条件。在满足地质构造和地震烈度要求的候选规划选址中，韶关西南部、韶关南部、韶关、广州东北部、清远西北、茂名东北，湛江中部均分布有大量浅埋和地表出露的花岗岩或砂岩等硬岩地层，如图7。因此，这些候选规划区域选址都是可行的。
图7 广东省硬岩地层分布图
第四，依据间歇性能源的装机规模及能源分布几何中心位置确定电站的可行规划选址。结合间歇性风能和光伏能电站的规划和实际装机规模大小，按间歇性能源的分布几何中心位置确定电站的初选规划选址。按几何中心位置确定电站的初选规划选址可以减小电力传输线路距离，最大程度提高电站效益。
第五，依据场地地质勘探成果，最终确定地下储气库的位置。压气储能电站规划选址确定后，应对可行的拟选场址进行地质勘探，然后结合工程及水文地质条件的勘探成果，确定地下储气库的具体位置。
结论
地下储气库选型选址问题是压气储能电站建设规划需要解决的首要问题之一。尽管大规模压气储能电站建设规划选址的范围与抽水蓄能电站相比要广泛得多，但是从技术经济合理性角度来看，地下储气库类型和位置的确定仍然受到诸多因素的影响。获得的一些认识如下：
1）对比分析了压气储能四种地下储气库类型的优缺点，结合我国地层分布条件，提出了盐岩和硬岩洞穴是我国现阶段建设大规模压气储能电站的优选地下储气库类型。
2）对我国境内各种硬岩地层分布的研究表明，大规模压气储能电站地下储气库建设所需的硬岩在我国分布范围广泛，电站规划选址较容易。
3）平江压气储能地下岩穴储气实验库的现场试验成果表明，花岗岩地层中采用浅埋地下储气库的方式在安全及技术上是可行的。
4）分析归纳了压气储能电站地下储气库选址的影响因素，提出了地下储气库选址的具体原则和规划选址流程，并以广东省为例进行了压气储能电站规划选址的示范研究，提出了适合于建设压气储能电站地下储气库的区域选址建议。
本文已被《南方能源建设》2019年第6卷第3期特约专稿栏目收录
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