[發明專利]智能微電網負荷調節的儲能發電系統

有效

• 申請號: 201610143261.8
• 申請日: 2016-03-14
• 公開（公告）號: CN105673081B
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 林光琴
• 申請（專利權）人: 蘇州新能電力建設工程有限公司;朱洪強
• 主分類號: F01B23/10
• 分類號: F01B23/10;F04B41/02
• 代理公司: 深圳市蘭鋒知識產權代理事務所(普通合伙) 44419
• 代理人: 曹明蘭

一種智能微電網負荷調節的儲能發電系統，包括：電動機，用于提供壓氣機組所需的電力；壓氣機組，用于在儲能時通過電力將空氣壓縮進入儲氣裝置；儲氣裝置，用于接收壓氣機組的存儲壓縮空氣；儲氣裝置位于水源中；膨脹機組，在發電時，壓縮空氣進入膨脹機組膨脹做功；發電機，膨脹機組驅動發電機進行發電；所述水源為具有體積限制的人工水池；所述水源的截面面積隨著高度的升高而增大；所述儲氣裝置設置為柔性的第一儲氣裝置以及剛性的第二儲氣裝置。

技術領域

本發明涉及一種壓縮空氣的儲能發電系統，其能夠用于電網負荷調節。

背景技術

微電網是發揮分布式發電效能最為有效的方式之一。電力儲能設備作為微電網中不可或缺的部分,發揮著至關重要的作用。電力儲能系統通過一定介質存儲電能，在需要時將所存能量釋放發電。電力儲能系統應用于電網中，既可以對電網負荷進行調節，從而大大提升供電品質，同時又能作為應急電源，滿足日常生產、生活的需要。發展電力儲能系統是可再生能源大規模利用的迫切需要，也是提高常規電力系統效率、安全性和經濟性的有效途徑，同時還是智能電網和分布式能源系統的關鍵技術。

目前己有電力儲能技術包括：物理儲能(如抽水儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能)、電化學儲能(二次電池、液流電池)、化學儲能(氫能、合成天然氣)、電力儲能(如超導線圈儲能、超級電容器儲能)和熱儲能(熔融鹽儲能、顯熱儲能)等。但由于容量、儲能周期、能量密度、充放電效率、壽命、運行費用、環保等原因，迄今己在主要運行的儲能系統只有抽水電站和壓縮空氣兩種。

壓縮空氣儲能發電系統具有儲能容量大、儲能周期長、壽命長和投資相對較小等優點，作為一種技術成熟、可行的儲能方式，在電力的生產、運輸和消費等領域具有廣泛的應用價值。壓縮空氣儲能系統的具體包括：(1)削峰填谷(2)平衡電力負荷壓縮(3)需求側電力管理(4)應用于可再生能源(5)備用電源電站。

壓縮空氣儲能發電系統主要由空氣壓縮機、儲氣裝置、膨脹機以及其他輔助和控制系統組成。在壓縮空氣發電時工作方式主要有兩種，一種是變壓，在發電時空氣壓力會發生變化；另一種是恒壓，它主要是通過保持壓力穩定，從而減小存儲體積、確保電站高效運行。

現有技術中，201110165606的發明專利提出了一種恒壓壓縮空氣儲能發電系統，其通過在用電低谷通過壓氣機將空氣壓入水下柔性儲氣裝置，從而將電能轉化為空氣的內能存儲起來；在用電高峰，儲氣裝置中高壓空氣經換熱器吸熱后通過膨脹機帶動發電機發電；利用水下壓力使儲氣裝置內部恒壓，從而實現系統的恒壓運行。但是，該現有技術的發明還存在如下缺點，其儲氣裝置是固定在江、河、湖、水庫或者人工水池中特定位置，其中自然水源或者水庫中的水位會隨著季節以及環境的影響變化，導致儲氣裝置的壓力變化；人工水池的體積固定，盡管可以控制其水量，但是在儲氣裝置膨脹以及收縮的過程中，會導致水位的升高或者降低，也會導致儲氣裝置的壓力變化；另外，柔性裝置的膨脹體積有限，在沖入氣體的體積達到一定限度后，再繼續沖入可能會導致容器的損傷。

發明內容

本發明作為201110165606的改進，提出了一種智能微電網負荷調節的儲能發電系統，能夠解決現有技術的上述缺陷。

作為本發明的一個方面，提供一種儲能發電系統，包括：電動機，用于提供壓氣機組所需的電力；壓氣機組，用于在儲能時通過電力將空氣壓縮進入儲氣裝置；儲氣裝置，用于接收壓氣機組的存儲壓縮空氣；儲氣裝置位于水源中；膨脹機組，在發電時，壓縮空氣進入膨脹機組膨脹做功；發電機，膨脹機組驅動發電機進行發電；所述水源為具有特定體積限制的人工水池；所述水源的截面面積隨著高度的升高而增大；所述儲氣裝置包括第一儲氣裝置和第二儲氣裝置；所述第一儲氣裝置設置于水池內，所述第二儲氣裝置設置于水池外；所述第一儲氣裝置與第二儲氣裝置通過調節閥相通；所述壓氣機組分別通過第一通道與第二通道與所述第一儲氣裝置以及第二儲氣裝置連接；所述第一儲氣裝置通過第三通道與所述膨脹機組相通；在儲能時，所述調節閥在開始時開啟，在第一儲氣裝置內氣體體積大于特定閾值時，所述調節閥關閉；所述特定閾值對應于所述第一儲氣裝置達到最大容積是所需的氣體體積。