[實用新型]一種組合式壓縮空氣儲能系統

有效

• 申請號: 201721190920.X
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN207526536U
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 徐玉杰;張怡;郭歡;劉暢;陳海生
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F01K7/02
• 分類號: F01K7/02;F01K13/02;F04B41/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種組合式壓縮空氣儲能系統，在高、低壓壓縮機組間和高、低壓膨脹機組間分別裝有離合器，并相應地設置了高、低壓儲氣室，使得該系統具有多種靈活的運行模式，在不同工況條件下可以實現壓縮機組和膨脹機組的低壓機組單獨運行、高壓機組單獨運行或者聯合運行，顯著地拓寬了系統的變工況范圍，使得系統在偏離設計點較遠的運行工況下仍然可以安全運行，同時保證了相對較高的運行效率。

技術領域

本實用新型屬于壓縮空氣儲能技術領域，涉及一種應用于電力儲能的系統，尤其涉及一種組合式壓縮空氣儲能系統，通過壓縮機組和膨脹機組在不同工況條件下的低壓機組單獨運行、高壓機組單獨運行或者聯合運行，顯著地拓寬了壓縮空氣儲能系統的變工況范圍，保證了儲能效率，可應用于多種類型電源，尤其是導致系統運行工況大范圍變化的風力發電和太陽能發電等可再生能源。

背景技術

電力儲能系統在削峰填谷、電網調頻、改善電能質量和電網穩定性、提高電網對可再生能源的接納能力等方面具有重要作用。同時，電力儲能系統還是智能電網的重要組成部分。大力發展電力儲能系統，擴大其在電力系統中的應用必將成為未來電網發展的趨勢。

壓縮空氣儲能系統具有技術成熟、儲能容量大、儲能周期長等優點，被認為是極具發展前景的大規模電力儲能系統。傳統壓縮空氣儲能系統是基于燃氣輪機技術開發的一種儲能系統，在用電低谷期，利用電能將空氣壓縮并存于儲氣室，在用電高峰期，將高壓空氣從儲氣室釋放，進入燃氣輪機燃燒室燃燒，然后驅動透平發電。

壓縮機和膨脹機是壓縮空氣儲能系統的核心部件。在將壓縮空氣儲能系統應用于風力發電和太陽能發電等可再生能源領域時，由于可再生能源的間歇性和不穩定性，常常導致壓縮空氣儲能系統的輸入功率和輸出功率波動較大，進而需要壓縮機和膨脹機大范圍地變工況運行。而壓縮機和膨脹機的變工況范圍有限，大范圍的偏離額定工況運行會大幅降低其運行效率和使用壽命，影響壓縮空氣儲能系統的儲能效率，造成能源浪費。

實用新型內容

為克服現有技術的缺點及不足，本實用新型旨在提供一種組合式壓縮空氣儲能系統，利用壓縮空氣儲能系統一般為多級壓縮和多級膨脹的特點，使壓縮過程和膨脹過程可實現針對不同工況條件分段進行，明顯拓寬了壓縮機組和膨脹機組的變工況范圍，同時保持了相對較高的運行效率，進而提高了壓縮空氣儲能系統的整體儲能效率。與傳統壓縮空氣儲能系統相比，組合式壓縮空氣儲能系統具有多種靈活的運行模式，在不同工況條件下可以實現壓縮機組和膨脹機組的低壓機組單獨運行、高壓機組單獨運行或者全部運行，明顯地拓寬了系統的運行邊界，使得系統在嚴重偏離設計點的運行條件下仍然可以安全運行。

為了達到上述目的，本實用新型的技術解決方案是：

一種組合式壓縮空氣儲能系統，包括壓縮機組、低壓儲氣室、高壓儲氣室、膨脹機組，其特征在于：

--所述壓縮機組包括低壓壓縮機組和高壓壓縮機組，所述低壓壓縮機組和高壓壓縮機組各至少包括一臺壓縮機，

其中，

所述低壓壓縮機組分布在一根傳動軸上，所述高壓壓縮機組分布在另一根傳動軸上，兩根傳動軸之間通過第一離合器連接；

所述低壓壓縮機組的進氣口與大氣連通，排氣口經管線分別與高壓壓縮機組進氣口和低壓儲氣室連通，且排氣口與高壓壓縮機組進氣口和低壓儲氣室之間的管線上均設置有閥門；

所述高壓壓縮機組的進氣口還通過管線與低壓儲氣室連通，且進氣口與低壓儲氣室之間的管線上均設置有閥門，排氣口經管線與高壓儲氣室連通，且排氣口與高壓儲氣室之間的管線上設置有閥門；

--所述膨脹機組包括高壓膨脹機組和低壓膨脹機組，所述高壓膨脹機組和低壓膨脹機組各至少包括一臺膨脹機，

其中，

所述高壓膨脹機組分布在一根傳動軸上，所述低壓膨脹機組分布在另一根傳動軸上，兩根傳動軸之間通過第二離合器連接；