[發(fā)明專利]一種適合變工況運行的壓縮空氣儲能的方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310643574.6
• 申請日: 2013-12-03
• 公開（公告）號: CN103644095A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊征;陳海生;李文;王亮;盛勇;譚春青
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F04B41/02
• 分類號: F04B41/02;F04B41/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種適合變工況的壓縮空氣儲能方法，使用壓縮空氣儲能系統(tǒng)來存儲輸入電能，該方法包括：

將所述輸入電能的變工況功率范圍劃分為若干等級，各功率等級與所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)的各壓力等級對應(yīng)，所述輸入電能的功率等級越高，對應(yīng)的所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)的壓力等級越大，即對應(yīng)的壓力越大；

當所述輸入電能的功率變化較大，在不同功率等級間變化時，通過改變所述壓縮空氣儲能壓力等級，即通過改變所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)的壓力大小來存儲輸入電能；當輸入的電能功率變化較小，在同一功率等級內(nèi)變化時，保持所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)的空氣壓力不變，通過調(diào)整壓縮空氣的流量來實現(xiàn)變工況運行，并存儲輸入電能；

不同壓力等級的壓縮空氣通過定壓存儲方式分別存儲。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮空氣儲能方法，其特征在于，該方法進一步包括：當輸入的電能功率變化較大，在不同功率等級間變化時，通過改變壓縮空氣的壓力來存儲電能，壓縮空氣的壓力控制通過下述辦法實現(xiàn)：

設(shè)計若干臺空氣壓縮機，將這些空氣壓縮機依次串聯(lián)，其中，

a）第一臺空氣壓縮機額定功率對應(yīng)最小電能輸入功率等級，前兩臺空氣壓縮機額定功率之和對應(yīng)第二電能輸入功率等級……以此類推，所有空氣壓縮機額定功率之和對應(yīng)最大電能輸入功率等級；

b）各臺空氣壓縮機額定流量相等；

c）第一臺空氣壓縮機設(shè)計的進口壓力為大氣壓力，其后每臺空氣壓縮機設(shè)計的進口壓力為前面一臺空氣壓縮機的出口壓力，第一臺空氣壓縮機的出口壓力為第一壓力等級，第二臺空氣壓縮機的出口壓力為第二壓力等級……以此類推，最后一臺空氣壓縮機的出口壓力為最大壓力等級；

根據(jù)不同輸入功率等級，啟動相應(yīng)臺數(shù)的空氣壓縮機，空氣通過這些空氣壓縮機后，即可得到對應(yīng)輸入電能功率等級的壓力等級的壓縮空氣，得到的壓縮空氣引入對應(yīng)壓力等級的定壓儲氣設(shè)備。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓縮空氣儲能方法，其特征在于：當輸入的電能功率變化較小，在同一功率等級內(nèi)變化時，實現(xiàn)壓縮空氣的壓力保持不變，通過調(diào)整壓縮空氣的流量來存儲電能，壓縮空氣的流量控制通過下述辦法實現(xiàn)：當輸入的電能在同一功率等級內(nèi)變化時，通過調(diào)節(jié)處于工作狀態(tài)的若干級空氣壓縮機的轉(zhuǎn)速，進而控制壓縮空氣的流量，使各臺空氣壓縮機的流量相等。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓縮空氣儲能方法，其特征在于：每臺空氣壓縮機的電機配有變頻器，通過變頻器調(diào)節(jié)處于工作狀態(tài)的若干級空氣壓縮機的電機的轉(zhuǎn)速，通過變頻器控制實現(xiàn)各臺空氣壓縮機的流量相等。

5.一種壓縮空氣儲能裝置，可以滿足系統(tǒng)輸入電能的功率大幅度頻繁變化的情況，所述裝置包括空氣壓縮機組和若干臺定壓存儲設(shè)備，其特征在于，

所述空氣壓縮機組包括若干臺空氣壓縮機，各空氣壓縮機按照設(shè)計壓力由低到高的順序通過管道串聯(lián)連接，第一臺空氣壓縮機進口與大氣相通，其后每臺空氣壓縮機的進口通過主連接管道連通前面一臺空氣壓縮機的出口；相鄰兩臺空氣壓縮機之間的連接管道上還設(shè)有分支管路，分支管路與對應(yīng)壓力的定壓儲氣設(shè)備的進氣口相連；最后一臺空氣壓縮機的出口通過管路直接與一對應(yīng)壓力的定壓儲氣設(shè)備相連。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓縮空氣儲能裝置，其特征在于：相鄰兩臺空氣壓縮機之間的主連接管道上均設(shè)有控制閥門，且所述控制閥門設(shè)置于相應(yīng)的分支管路連接點的下游的主連接管道上；與各定壓儲氣設(shè)備相連的管路上也設(shè)有控制閥門。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的壓縮空氣儲能裝置，其特征在于：每臺空氣壓縮機均由電機驅(qū)動，且各電機均配有變頻器。

8.根據(jù)權(quán)利要求5或6或7所述的壓縮空氣儲能裝置，其特征在于：所有空氣壓縮機的額定流量一致。進一步的，第一臺空氣壓縮機的額定功率對應(yīng)最小電能輸入功率等級，前兩臺空氣壓縮機的額定功率之和對應(yīng)第二電能輸入功率等級……以此類推，所有空氣壓縮機額定功率之和對應(yīng)最大電能輸入功率等級；第一臺空氣壓縮機設(shè)計的進口壓力為大氣壓力，其后每臺空氣壓縮機設(shè)計的進口壓力為前面一臺空氣壓縮機的出口壓力，第一臺空氣壓縮機的出口壓力為第一壓力等級，第二臺空氣壓縮機的出口壓力為第二壓力等級……以此類推，最后一臺空氣壓縮機的出口壓力為最大壓力等級；根據(jù)不同電能輸入功率等級，啟動相應(yīng)臺數(shù)的空氣壓縮機，空氣通過這些空氣壓縮機后，即可得到對應(yīng)輸入電能功率等級的壓力等級的壓縮空氣，得到的壓縮空氣引入對應(yīng)壓力等級的定壓儲氣設(shè)備。