[發明專利]一種儲能發電系統

在審

• 申請號: 201610234217.8
• 申請日: 2016-04-17
• 公開（公告）號: CN105781742A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 黃友鋒
• 申請（專利權）人: 黃友鋒
• 主分類號: F02C6/16
• 分類號: F02C6/16;F02C6/18;F02C7/143;F02C7/04;F04F1/06
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種儲能發電裝置,尤其是涉及用于滿足峰值負載調節的燃氣輪機儲能發電系統。

背景技術

電力行業作為社會基礎產業，是國家發展的命脈產業之一。隨著中國經濟社會高速發展，電力需求日益增長，中國電力工業建設進入快速發展時期。隨著科技進步和社會需求的推動,電網正從傳統的輸、變、配電加速向以滿足社會資源優化配置為主要功能的能量承載、能源博弈的平臺演化。能源結構調整的大背景下，隨著電力系統對安全、高效、穩定運行等條件的要求愈來愈高，我國電網的發展逐漸步入一個全新的階段——智能電網。因此，建設一個效能高、投資低、安全可靠、靈活應變的智能電網已成為我國電網的發展方向。

智能電網是一個集合了多種當代先進技術的復合系統，這些技術包括電力電子技術、信息技術、儲能技術、傳感測量技術等，而儲能技術是其中至關重要的一環，它在智能電網中具有重要意義：1)可以有效地平滑負荷曲線和晝夜峰谷差，實現需求側管理；2)調節電網頻率，平抑負荷的波動，保障系統穩定運行；3)用戶側輔助電源，提高電能質量和供電可靠性；4)優化可再生能源的配置利用，促進可再生能源開發。

壓縮空氣儲能技術是目前較為廣泛應用的一種儲能技術，其主要原理利用電力系統負荷低谷時段的剩余電力進行壓縮空氣作業，并將其儲存于高壓密封設施內，在負荷高峰時段釋放出來用以驅動燃氣輪機發電。壓縮空氣儲能技術具有成本低，安全性比較高，運行可靠，壽命長等優點。

現有技術中典型的壓縮空氣儲能系統，如200710098467.4的發明專利，包括壓縮機、儲氣庫、燃燒室、燃氣輪機以及發電機；在電力負荷低谷時，利用電網電能驅動電動機，電動機驅動壓縮機壓縮空氣送入儲氣庫；在電力負荷高峰時，由儲氣庫釋放的壓縮空氣在燃燒室燃燒后的燃氣進入燃氣輪機驅動發電機發電，并將電能送入電網。但是，這種類型的壓縮空氣儲能系統，隨著儲氣庫內壓縮空氣的排出，其氣壓逐漸降低，從而導致燃氣輪機的效率下降。作為現有技術的改進，200780031109.X提出了一種恒壓的壓縮空氣儲能發電系統，其儲氣罐包括通過液壓泵/發動機單元連接的兩個儲氣罐，兩個儲氣罐之間設置存儲水，通過液壓泵控制存儲水在兩個儲氣罐之間流動，從而改變排氣儲氣罐的體積以保證壓強穩定，從而保證了燃氣輪機的效率穩定。但是，該改進的技術方案中，由于在儲氣罐中引入了存儲水，其在排氣過程中可能揮發，從而增加壓縮空氣的水分，導致下游燃氣輪機、換熱器、管道系統或者儀器由于水分導致的腐蝕或者退化。

為了解決上述問題，申請人提出了改進的壓縮空氣儲能系統的發明，在恒壓儲氣罐的壓縮空氣和儲存水界面之間設置固態或者液體的密封隔絕層，從而減小了儲存水的揮發，降低對于后續部件的影響。但是空氣儲能中的空氣在壓縮過程中，會產生大量的熱量，盡管在壓縮機后設置了冷卻器用于給壓縮空氣降溫，但是在第二儲氣罐中的空氣在儲能時被壓縮也會升溫，而升溫后的空氣的熱量傳遞給儲存水會造成儲存水的揮發加快，從而可能對于后續部件產生影響。

發明內容

作為本發明的一個方面，提供一種壓縮空氣能量儲存發電系統，包括：壓縮機，其在儲能時通過電動機驅動并將常壓空氣進行壓縮；第一儲存罐，其為恒壓儲氣裝置，設置由空氣入口以及空氣出口，通過空氣入口能夠接受壓縮機的壓縮空氣，通過空氣出口能夠將壓縮空氣排出；第二儲存罐，其為變壓儲氣裝置，通過連通管路與所述第一儲存罐相連通；在所述第一儲存罐和第二儲存罐中容納有儲存水，從而使得所述第二儲存罐是氣密性密封的；液壓泵/發動機單元，其設置于所述連通管路，根據所述第一儲存罐的壓力操作所述液壓泵/發動機單元，從而使所述第一儲存罐保持恒壓；發電機，其利用第一儲存罐排出的壓縮空氣和燃料燃燒后的燃燒氣體來驅動渦輪機，并通過該渦輪機的驅動而發電；在所述第二儲存罐內設置換熱管，通過所述換熱管能夠將所述第二儲存罐內的空氣降溫。

優選的，所述換熱管與冷卻介質輸送器相通，能夠通過所述冷卻介質輸送器向所述換熱管輸送冷卻介質，從而降低第二儲存罐內空氣的溫度。

優選的，所述冷卻介質為空氣或者水。

優選的，當所述壓縮空氣能量儲存發電系統在用電波谷儲能時，開啟所述冷卻介質輸送器，通過換熱管將所述第二儲存罐內的空氣降溫；當所述壓縮空氣能量儲存發電系統在用電波峰發電時，關閉所述冷卻介質輸送器。