[發明專利]一種氣/液雙狀態的大型壓縮空氣儲能系統的控制方法

有效

• 申請號: 201810276098.1
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108561294B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 何青;王立健;杜冬梅;劉文毅
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: F04B41/06
• 分類號: F04B41/06;F04B41/02;F04B39/06;F01K27/00;F01K25/08;F17C5/06;F17C5/02;F17C7/00;F17C7/04;F17C13/00;F17C13/04
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

1.一種氣/液雙狀態的大型壓縮空氣儲能系統的控制方法，其特征在于包括：壓縮機組、第一換熱器、第二換熱器、第一控制裝置、第二控制裝置、儲氣罐、第一蓄冷回熱器、第二蓄冷回熱器、減壓閥、儲液罐、液態泵和膨脹機組；

所述壓縮機組由多臺壓縮機依次串聯組成，第一臺所述壓縮機的一端連接大氣空氣，相鄰兩臺所述壓縮機之間設置有所述第一換熱器，最后一臺所述第一換熱器連接所述第一控制裝置的一端；

所述第一控制裝置的另一端中的一路連接所述儲氣罐的一端，所述儲氣罐的另一端連接所述第二控制裝置的另一端，所述第二控制裝置的一端連接最后一臺所述第二換熱器的另一端；

所述第一控制裝置的另一端中的另一路連接所述第一蓄冷回熱器的一端，所述第一蓄冷回熱器的另一端連接所述減壓閥的一端，所述減壓閥的另一端連接所述儲液罐的一端，所述儲液罐的另一端連接所述液態泵的另一端，所述液態泵的一端連接所述第二蓄冷回熱器的另一端，所述第二蓄冷回熱器的一端連接所述第二控制裝置的另一端；

最后一臺所述第二換熱器的一端連接所述膨脹機組，所述膨脹組由多臺膨脹機依次串聯組成，相鄰兩臺所述膨脹機之間也設置有所述第二換熱器，最后一臺所述膨脹機的一端連接大氣空氣；

在儲能過程中，利用低谷過剩電能通過順次設置的多臺所述壓縮機對大氣空氣依次進行壓縮，并依靠各臺所述第一換熱器利用導熱油將高壓空氣熱量導出，將高壓空氣冷卻到常溫，所述第一控制裝置使高壓空氣通入氣態存儲裝置，即進入所述儲氣罐中存儲；當空氣儲量傳感器檢測到所述儲氣罐達到滿載時，通過所述第一控制裝置將高壓空氣通入液態存儲裝置，高壓空氣經過所述第一蓄冷回熱器以吸收冷量，將高壓空氣降低到低溫高壓狀態，再經過所述減壓閥減壓液化成液態空氣，最后進入所述儲液罐中存儲，保證儲氣罐不能繼續存儲的高壓空氣能夠以液態的形式進行存儲，通過氣態和液態存儲的合理配合，使儲能裝置存儲更多的低谷電能；

在釋能過程中，利用氣態存儲裝置的快速響應特性，首先釋放所述儲氣罐內的高壓空氣，通過所述第二控制裝置將高壓空氣通過各臺所述第二換熱器利用導熱油將熱量導入高壓空氣，并在順次設置的多臺所述膨脹機中依次膨脹做功，使得儲能系統能夠迅速響應并為電網及時提供電網低谷時儲存的電能；當空氣儲量傳感器檢測到氣態存儲裝置將完全釋放時，及時啟用液態存儲裝置，釋放所述儲液罐內的液態空氣，所述儲液罐中的液態空氣通過所述液態泵加壓到高壓狀態后，經過所述第二蓄冷回熱器釋放冷量汽化為氣態的高壓空氣，利用所述第二控制裝置將高壓空氣通過各臺所述第二換熱器利用導熱油將熱量導入高壓空氣，并在順次設置的多臺所述膨脹機中依次膨脹做功，使得儲能系統能持續不斷為電網提供電網低谷時儲存的電能。

2.根據權利要求1所述的氣/液雙狀態的大型壓縮空氣儲能系統的控制方法，其特征在于：所述第一換熱器和所述第二換熱器之間設置有熱量儲罐，所述第一換熱器連接所述熱量儲罐的一端，所述熱量儲罐的另一端連接所述第二換熱器，所述第一換熱器和所述第二換熱器利用導熱油將熱量導入到所述熱量儲罐中進行熱量存儲或者將所述熱量儲罐中熱量導出。

3.根據權利要求1所述的氣/液雙狀態的大型壓縮空氣儲能系統的控制方法，其特征在于：所述第一蓄冷回熱器和所述第二蓄冷回熱器之間設置有冷量儲罐，所述第一蓄冷回熱器連接所述冷量儲罐的一端，所述冷量儲罐的另一端連接所述第二蓄冷回熱器，所述第一蓄冷回熱器和所述第二蓄冷回熱器用于吸收冷量存儲在所述冷量儲罐中或者將所述冷量儲罐中的冷量釋放。

4.根據權利要求1所述的氣/液雙狀態的大型壓縮空氣儲能系統的控制方法，其特征在于：所述第一控制裝置和所述第二控制裝置均包括三通管道和兩個控制閥，通過打開或關閉相關的控制閥調控壓縮氣體分別進入所述儲氣罐或者所述儲液罐中；或者選擇從所述儲氣罐或所述儲液罐中釋放壓縮氣體。

5.根據權利要求2所述的氣/液雙狀態的大型壓縮空氣儲能系統的控制方法，其特征在于：所述第一換熱器作為級間冷卻器，利用導熱油將高壓空氣的級間熱量導入到所述熱量儲罐中進行熱量存儲。

6.根據權利要求2所述的氣/液雙狀態的大型壓縮空氣儲能系統的控制方法，其特征在于：所述第二換熱器作為級間再熱器，利用導熱油將所述熱量儲罐中的熱量導出加熱高壓空氣。

7.根據權利要求1-4之一所述的氣/液雙狀態的大型壓縮空氣儲能系統的控制方法，其特征在于：所述儲氣罐為人工儲氣罐；所述儲液罐為人工儲液罐。