[發(fā)明專利]一種壓縮空氣儲能裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710465147.1
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107035665B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設計）人: 張家安;王佶宣;張健;魏建雄;劉熙;方鑫宇;李京藝;李正
• 申請（專利權）人: 河北工業(yè)大學
• 主分類號: F04B41/02
• 分類號: F04B41/02;F01D15/10
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰;趙鳳英

本發(fā)明涉及一種壓縮空氣儲能裝置，該裝置包括控制系統(tǒng)、N個儲能部分和N個發(fā)電部分，N≥2，為N級壓縮儲能，控制系統(tǒng)用來控制儲能部分和發(fā)電部分進行相應的動作；所述儲能部分包括空氣壓縮機和儲氣罐，空氣壓縮機的出口通過高壓管與儲氣罐的進口連接，儲氣罐的出氣口通過高壓管連接下一級空氣壓縮機的進口，儲氣罐的排風口通過高壓管與外界大氣聯(lián)通；在每個連接的相應高壓管上均安裝有電磁閥，在連接儲氣罐排風口的高壓管的另一端設有發(fā)電部分；第一級空氣壓縮機提供氣源動力，將電網(wǎng)在用電低峰時發(fā)出的多余電力轉(zhuǎn)化成氣體內(nèi)能；第N級儲氣罐的出氣口封閉；所述發(fā)電部分包括風力發(fā)電機和控制風力發(fā)電機的電磁閥。

技術領域

本發(fā)明涉及能源儲能以及放能技術領域，具體為一種新型壓縮空氣儲能裝置。

背景技術

自1949年StalLaval提出利用壓縮空氣儲能以來，國內(nèi)外學者進行了大量的研究。目前世界上已有兩座大型傳統(tǒng)的壓縮空氣儲能電站投入運營。壓縮空氣儲能，是指在電網(wǎng)負荷低谷期將電能用于壓縮空氣，在電網(wǎng)負荷高峰期釋放壓縮空氣推動汽輪機發(fā)電的儲能方式。形式主要有，傳統(tǒng)壓縮空氣儲能系統(tǒng)、帶儲熱裝置的壓縮空氣儲能系統(tǒng)、液氣壓縮儲能系統(tǒng)。但是這幾種壓縮空氣儲能方式在壓縮空氣過程中會以熱能的形式浪費大量的能量，而且由于這幾種壓縮空氣儲能裝置并沒有考率余隙容積的影響，能量轉(zhuǎn)化效率并不理想，而且在放能過程中難免會因發(fā)電量和用電量不符而浪費大量的能量，因此極大的制約了壓縮空氣儲能的發(fā)展。

中國專利CN104675464A公開了一種多級壓縮空氣儲能系統(tǒng)，該系統(tǒng)設計分級儲能裝置來儲存能源，但是該系統(tǒng)處于理論狀態(tài)，是通過多個壓縮機的直接串聯(lián)來實現(xiàn)的多級，在實際應用中壓縮機的直接串聯(lián)會造成壓縮機的驟停，而且該系統(tǒng)并未給出多級壓縮空氣儲能的具體各級壓強關系，只給出一個逐級增壓的方案，無法應用于實際，也未能解決用電量和發(fā)電量不符的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明擬解決的技術問題是，提供一種新型壓縮空氣儲能裝置，該裝置將一個壓縮機連接一個儲氣罐形成一個儲能部分，多個儲能部分串聯(lián)形成多級壓縮，能夠使每級達到相應的壓強。

本發(fā)明解決所述技術問題采用的技術方案是：一種新型壓縮空氣儲能裝置，其特征在于該裝置包括控制系統(tǒng)、N個儲能部分和N個發(fā)電部分，N≥2，為N級壓縮儲能，控制系統(tǒng)用來控制儲能部分和發(fā)電部分進行相應的動作；所述儲能部分包括空氣壓縮機和儲氣罐，空氣壓縮機的出口通過高壓管與儲氣罐的進口連接，儲氣罐的出氣口通過高壓管連接下一級空氣壓縮機的進口，儲氣罐的排風口通過高壓管與外界大氣聯(lián)通；在每個連接的相應高壓管上均安裝有電磁閥，在連接儲氣罐排風口的高壓管的另一端設有發(fā)電部分；第一級空氣壓縮機提供氣源動力，將電網(wǎng)在用電低峰時發(fā)出的多余電力轉(zhuǎn)化成氣體內(nèi)能；第N級儲氣罐的出氣口封閉；所述發(fā)電部分包括風力發(fā)電機和控制風力發(fā)電機的電磁閥；在每個儲氣罐內(nèi)均安裝有氣壓傳感器，氣壓傳感器用于檢測儲氣罐內(nèi)的壓強，第一級儲氣罐至第N級儲氣罐的N個儲氣罐的容積依次減小；

所述控制系統(tǒng)以單片機為核心，單片機與各個高壓管上的電磁閥均通過一個電磁繼電器連接，同時每個空氣壓縮機也單獨通過一個電磁繼電器與單片機連接；單片機分別與控制風力發(fā)電機的電磁閥和每個氣壓傳感器連接。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明裝置采用多級串聯(lián)模式的空氣壓縮方式，逐級壓縮空氣壓力以減少壓縮過程產(chǎn)生的熱量，同時采用壓縮空氣多風速段發(fā)電的模式，即利用不同的儲氣罐壓強來發(fā)電，充分利用壓縮空氣的能量；經(jīng)過儲能仿真實驗可知，合理設置每級儲氣罐的壓強，實現(xiàn)壓縮空氣儲能運行優(yōu)化，實現(xiàn)壓縮空氣儲能的最大利用效率，促進能源儲能領域的節(jié)能減排。