[實用新型]一種壓縮空氣儲能發電裝置

有效

• 申請號: 201420204427.9
• 申請日: 2014-04-24
• 公開（公告）號: CN203783858U
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 胡永生;焦建清;胡國棟;時文剛;王赤夫;宋維銀;鄭若楠;王飛
• 申請（專利權）人: 中國大唐集團新能源股份有限公司;大唐時代節能科技有限公司
• 主分類號: F04B41/02
• 分類號: F04B41/02;F04B41/06;F01D15/10
• 代理公司: 北京元中知識產權代理有限責任公司 11223
• 代理人: 王明霞

技術領域

本實用新型屬于電力儲能技術領域，特別涉及一種壓縮空氣儲能發電裝置。

背景技術

目前，對于電能存儲的技術有兩大類，物理方法和化學方法，其中物理方法包括機械能和電磁場能儲能，其中機械能儲能主要包括抽水儲能、壓縮空氣儲能或飛輪儲能，化學方法包括用法拉第準電容、蓄電池儲能或氫儲能。

不論是物理方法還是利用化學方法，在大容量的電能存儲方面都存在很大困難，為了解決當今世界上電能供需矛盾問題，有的國家在抽水儲能和壓縮空氣儲能做了一些嘗試。由于電力生產具有產、供、用同時發生并同時完成的特點，日間負荷和季間負荷，均有一定變化規律，電網調度中心時刻監督并指揮著網上運行的各種不同機組的帶負荷情況，在用電高峰時段，可能由于開機方式小，造成頂峰電量不足；而在用電低谷時段，電網中反而存在一些電量浪費，例如風力發電機組的棄風現象。如果把這部分電能存儲起來，在用電高峰到來的時候，再把這部分電能拿來補充電量不足,可實現電網運行中的削峰添谷作用。因此迫切需要經濟、穩定、可靠、高效的電力儲能系統與之相配套以緩解系統負荷峰谷差過大的情況。電力儲能系統也是提高風電、太陽能發電等可再生能源利用率的有效手段。此外，電力儲能系統還是解決分布式能源系統容量小、負荷波動大等問題的關鍵技術。

壓縮空氣儲能系統是一種公認的具有很大發展潛力的大規模電力儲能技術。傳統壓縮空氣儲能系統是一種基于燃氣輪機的調峰電站，利用低谷電驅動壓縮機將高壓氣體存入儲氣室中，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，然后驅動透平發電；其壓縮空氣儲能系統具有儲能密度較大、儲能周期長、效率較高和單位投資相對較小等優點。

然而，在空氣壓縮機組的出口處壓縮空氣的壓力經常不穩定，往往不能達到空氣壓縮機本身的性能參數要求，使得空氣壓縮機組出口處的排氣壓力大大降低，進入儲氣罐內的壓縮空氣也不能達到儲氣罐所能承受的最大壓力，儲氣罐內儲存的壓縮空氣的壓力也會降低，這樣透平膨脹機組膨脹做功減少，發電也會相應減少，使得整個壓縮空氣儲能發電裝置不能充分發揮其發電的作用，導致一部分能量的浪費。并且，隨著壓縮空氣機組的不斷使用，則空氣壓縮機設備會不斷老化，導致空氣壓縮機性能降低，排氣壓力也會達不到空氣壓縮機本身的性能參數要求，進而不能滿足儲氣罐所能承受的最大壓力值，從而導致發電機的發電較少，造成了能源的浪費。由于空氣壓縮機達不到空氣壓縮機本身的性能參數要求，則做功發電較少，但是空氣壓縮機的運行仍然需要耗費電能，造成了對低谷電、棄電等電能的浪費，不能進行充分利用。

實用新型內容

為了克服現有技術中空氣壓縮機組不能將空氣壓縮到儲氣罐所能承受的最大壓力的缺點，本實用新型提供一種壓縮空氣儲能發電裝置，充分利用低谷電、棄電等電能，能夠將空氣壓縮到儲氣罐所能承受的最大壓力，使高壓壓縮空氣更好的膨脹做功發電，能夠保證此裝置在儲能階段儲存更多的能量，避免了能量的浪費，并且裝置簡單，易于實施。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種壓縮空氣儲能發電裝置，包括空氣壓縮機組、電動機、冷卻器、儲氣罐、加熱裝置、透平膨脹機組、發電機，電動機與空氣壓縮機組連接，空氣壓縮機組依次與冷卻器、儲氣罐、加熱裝置、透平膨脹機組連接，透平膨脹機組與發電機連接，空氣壓縮機組的出口與冷卻器之間通過第一管道連接，其特征在于，壓縮空氣儲能發電裝置還包括設置在第一管道上的壓力測量裝置和截止閥，壓力測量裝置設置在空氣壓縮機組的出口處，在截止閥的兩端并聯有增壓管道，在增壓管道上設有控制管道流通的增壓擋板門和增壓裝置。

增壓裝置為對壓縮空氣進行增壓的旁路壓縮機，增壓擋板門與旁路壓縮機串聯連接，增壓擋板門設置在旁路壓縮機的入口處。

增壓管道的一端設置在截止閥的進口處，另一端設置在截止閥的出口處。

壓縮空氣儲能發電裝置還包括控制系統，增壓擋板門為電動擋板門，增壓擋板門通過導線與控制系統連接。

截止閥為電動截止閥，電動截止閥與壓力測量裝置在第一管道上串聯設置，電動截止閥的一端通過壓力測量裝置與空氣壓縮機組連接，另一端與冷卻器連接，電動截止閥通過導線與控制系統連接。

壓力測量裝置包括取壓孔、引壓管和壓力變送器，在第一管道的內壁上至少開設一個取壓孔，引壓管固定在第一管道外壁的取壓孔處，取壓孔通過引壓管與壓力變送器連接，壓力變送器與控制系統連接。

優選的，取壓孔設置有四個，四個取壓孔設置在第一管道內的同一截面上，且沿第一管道內壁的圓周方向均勻分布。