【Цель】 Снизить выбросы углерода на теплоэлектростанциях и повысить гибкость кислородно-угольных установок с обогащенным кислородом. 【Метод】 На основе принципа каскадного использования энергии был разработан модель установки, объединяющей кислородно-угольный агрегат с компрессорным воздушным накопителем на основе имитационного моделирования процесса. Были предложены различные схемы сопряжения, смоделированы сопряженные установки и проведен анализ тепловых характеристик и экономической эффективности. 【Результаты】 Результаты показывают, что замена подогрева воздуха у входа турбины отборами пара турбины с использованием остаточного тепла дымовых газов, а также коэффициент теплообмена для теплообменников HE1—HE3 составляет 89%. При повышении температуры турбины до 115°C цикловая эффективность системы компрессорного воздушного накопителя достигает максимума в 74,33%, что на 24,25% выше, чем у автономной системы компрессорного воздушного накопителя. С учетом квот на выбросы углекислого газа, продажи CO₂ и углеродного налога, статический срок окупаемости сопряженной установки составляет 11.256 лет, что меньше, чем у обычных установок. Чистая приведенная стоимость (NPV) и внутренняя норма доходности (IRR) составляют 80 173 тысяч юаней и 9,63% соответственно, что выше, чем у обычных установок, что свидетельствует о лучшей экономичности сопряженной установки. Углеродный налог повышает уровень выравнивающих затрат на электроэнергию β_LCOE для сопряженной установки, тогда как продажа квот на выбросы углекислого газа и CO₂ значительно снижает β_LCOE. При ценах на углеродный налог, квоты на выбросы и CO₂ выше 6,4; 73,9; 14,68 юаней/т соответственно, β_LCOE сопряженной установки ниже, чем у обычной. Анализ чувствительности показывает, что цена угля оказывает наибольшее влияние на сопряженную установку, затем цена квот на выбросы, цена продажи CO₂ и углеродный налог. 【Заключение】 Предложенный путь глубокой интеграции энергогенерации на тепловой станции и накопления энергии с низким уровнем выбросов предоставляет теоретическую основу и инженерные рекомендации для построения угольных установок с низким уровнем выбросов и ускорения перехода тепловых электростанций к регулируемым источникам энергии в новой системе энергоснабжения.

Передовое адиабатическое хранение сжатого воздуха; обогащенное кислородное горение; тепловые характеристики; экономический анализ