[實用新型]壓縮空氣電力儲能系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320226009.5
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN203257492U
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設計）人: 陳海生;張雪輝;嚴曉輝;朱陽歷;譚春青
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F01K27/00
• 分類號: F01K27/00;F17C5/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 曹玲柱

技術領域

本實用新型涉及電力存儲技術領域，特別是一種壓縮空氣電力儲能系統(tǒng)。

背景技術

近年來，我國電力電網(wǎng)中的大型機組不斷增多，電力系統(tǒng)的自身功率調節(jié)能力受到限制，且系統(tǒng)負荷的峰谷比卻不斷增大，為了保證電網(wǎng)安全、經濟地運行，必須配置電力儲能系統(tǒng)。電力儲能系統(tǒng)是將間歇性能源“拼接”起來，提高可再生能源利用率的有效手段。同時，電力儲能系統(tǒng)還是解決分布式能源系統(tǒng)容量小、負荷波動大問題的關鍵技術。

目前，大規(guī)模電力儲能技術只有抽水儲能技術和壓縮空氣儲能技術兩種。抽水儲能電站的建設受到地形限制，必須要有上下游水庫和兩水庫的高度差。壓縮空氣電力儲能系統(tǒng)是基于燃氣輪機技術開發(fā)的一種儲能系統(tǒng)，在用電低谷將氣體壓入儲氣裝置中，從而將電能轉化為氣體內能存儲起來；在用電高峰將高壓氣體從儲氣室釋放，進入燃氣輪機燃燒室同燃料一起燃燒，然后驅動發(fā)電機發(fā)電。壓縮空氣電力儲能系統(tǒng)具有儲能容量較大、儲能周期長和單位投資相對較小等優(yōu)點。

在實現(xiàn)本實用新型的過程中，申請人發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的壓縮空氣電力儲能系統(tǒng)存在如下缺陷：儲能和釋能過程中，儲氣裝置內壓力是變化的，這將不利于膨脹機組和壓縮機組的連續(xù)、平穩(wěn)工作，進而影響整個儲能系統(tǒng)的效率。

實用新型內容

(一)要解決的技術問題

鑒于上述技術問題，本實用新型提供了一種壓縮空氣電力儲能系統(tǒng)。

(二)技術方案

根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種壓縮空氣電力儲能系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：恒壓儲氣裝置、變壓儲氣裝置、儲能組件和釋能組件。其中，恒壓儲氣裝置為一密閉容器，其內預存液體。變壓儲氣裝置為一密閉容器，通過管路與恒壓儲氣裝置相連通。儲能組件包括：電動機；壓氣機組，包括至少1臺其轉軸與電動機轉軸相連接的壓氣機，該壓氣機組的出氣口連接至恒壓儲氣裝置的進氣口；在儲能狀態(tài)下，電動機帶動壓氣機組將常壓空氣進行壓縮后壓入恒壓儲氣裝置，同時恒壓儲氣裝置將其存儲的部分液體排出至變壓儲氣裝置以保持其內部壓力恒定。釋能組件包括：發(fā)電機；膨脹機組，包括至少1臺其轉軸與發(fā)電機轉軸相連接的膨脹機，該膨脹機組的進氣口連接至恒壓儲氣裝置的出氣口；在釋能狀態(tài)下，恒壓儲氣裝置內的氣體經過膨脹機組膨脹做功，帶動發(fā)電機發(fā)電，同時變壓儲氣裝置內的液體回流至恒壓儲氣裝置以保持其內部壓力恒定。

優(yōu)選地，本實用新型壓縮空氣儲能系統(tǒng)中，壓氣機組的出氣口通過第一閥門連接至恒壓儲氣裝置的進氣口；膨脹機組的進氣口通過第二閥門連接至恒壓儲氣裝置的出氣口；在儲能狀態(tài)下，第一閥門打開，第二閥門關閉；在釋能狀態(tài)下，第一閥門關閉，第二閥門打開。

優(yōu)選地，本實用新型壓縮空氣儲能系統(tǒng)中，壓氣機組包括2臺或2臺以上的壓氣機，該2臺或2臺以上的壓氣機以共軸串聯(lián)形式或分軸并聯(lián)形式連接；膨脹機組包括2臺或2臺以上膨脹機，該2臺或2臺以上的膨脹機以共軸串聯(lián)形式或分軸并聯(lián)形式連接。

優(yōu)選地，本實用新型壓縮空氣儲能系統(tǒng)中，壓氣機組中兩兩壓氣機之間設置冷卻器；膨脹機組中兩兩膨脹機之間設置加熱器。

優(yōu)選地，本實用新型壓縮空氣儲能系統(tǒng)中，壓氣機組包括以共軸串聯(lián)形式連接的2臺或3臺壓氣機；膨脹機組包括以共軸串聯(lián)形式連接的2臺或3臺膨脹機。

優(yōu)選地，本實用新型壓縮空氣儲能系統(tǒng)中，恒壓儲氣裝置的出液口經液體泵、第三閥門與變壓儲氣裝置的進液口相連通；變壓儲氣裝置的出液口經第四閥門與恒壓儲氣裝置的進液口相連通；在儲能狀態(tài)下，第三閥門打開，第四閥門關閉，液體泵將恒壓儲氣裝置的液體注入變壓儲氣裝置中；在釋能狀態(tài)下，第三閥門關閉，第四閥門打開，變壓儲氣裝置中的高壓液體注入恒壓儲氣裝置中。

優(yōu)選地，本實用新型壓縮空氣儲能系統(tǒng)還包括：液壓馬達發(fā)電機組，設置與變壓儲氣裝置的出液口和恒壓儲氣裝置的進液口之間。

優(yōu)選地，本實用新型壓縮空氣儲能系統(tǒng)中，恒壓儲氣裝置的出液口通過可逆式液體泵-馬達發(fā)電機組與變壓儲氣裝置相連通；在儲能狀態(tài)下，可逆式液體泵-馬達發(fā)電機組作為液體泵工作；在釋能狀態(tài)，可逆式液體泵-馬達發(fā)電機組作為馬達發(fā)電機組工作。

優(yōu)選地，本實用新型壓縮空氣儲能系統(tǒng)還包括：冷卻器，設置于壓氣機組和恒壓儲氣裝置之間；加熱器，設置于恒壓儲氣裝置和膨脹機組之間。

優(yōu)選地，本實用新型壓縮空氣儲能系統(tǒng)中，在儲能狀態(tài)下，恒壓儲氣裝置排出至變壓儲氣裝置的液體的量由壓氣機組壓入恒壓儲氣裝置的氣體的量決定；在釋能狀態(tài)下，變壓儲氣裝置回流至恒壓儲氣裝置的液體的量由膨脹機組流出恒壓儲氣裝置的氣體的量決定。

(三)有益效果