[發(fā)明專利]一種水力恒壓式雙效壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810585949.0
• 申請(qǐng)日: 2018-06-08
• 公開（公告）號(hào): CN110578666A
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梅生偉;李智;李青松;李靜宜;張學(xué)林;薛小代;陳來(lái)軍;張通;李凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);中國(guó)電建集團(tuán)河北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號(hào): F04B35/04
• 分類號(hào): F04B35/04;F04B41/02;F03B13/00
• 代理公司: 11002 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發(fā)明涉及儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水力恒壓式雙效壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)。該水力恒壓式雙效壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)包括空氣儲(chǔ)能單元和水力儲(chǔ)能單元，所述空氣儲(chǔ)能單元包括空氣壓縮機(jī)組、空氣透平機(jī)組和儲(chǔ)氣庫(kù)，所述水力儲(chǔ)能單元包括高位水源以及與所述高位水源連接的水輪機(jī)組。本發(fā)明所述的水力恒壓式雙效壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，通過(guò)高位水源提供重力柱，能夠使儲(chǔ)氣庫(kù)在放氣釋能過(guò)程中維持恒定的供氣壓力，使得系統(tǒng)在放氣釋能過(guò)程中更加穩(wěn)定，并且既可進(jìn)行雙效儲(chǔ)能，也可根據(jù)實(shí)際需求單獨(dú)進(jìn)行壓縮空氣儲(chǔ)能或抽水蓄能，系統(tǒng)靈活性和適應(yīng)性更強(qiáng)，并能夠通過(guò)電力存儲(chǔ)的方式提供電網(wǎng)調(diào)峰等服務(wù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水力恒壓式雙效壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)。

背景技術(shù)

抽水蓄能和壓縮空氣儲(chǔ)能是目前最具利用價(jià)值的大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)，對(duì)于電網(wǎng)調(diào)節(jié)和可再生能源消納并網(wǎng)起到促進(jìn)作用，也是構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。

壓縮空氣儲(chǔ)能是采用空氣作為工作介質(zhì)：儲(chǔ)能時(shí)，電力驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)將環(huán)境中的空氣壓縮至特定壓力后儲(chǔ)存于儲(chǔ)氣庫(kù)中，從而將電力轉(zhuǎn)化為易存儲(chǔ)的空氣勢(shì)能。釋能時(shí)，儲(chǔ)氣庫(kù)釋放存儲(chǔ)的高壓空氣進(jìn)入空氣透平膨脹做功，從而將空氣勢(shì)能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)動(dòng)能，再通過(guò)發(fā)電機(jī)即可將旋轉(zhuǎn)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。

在釋能過(guò)程中，由于空氣透平對(duì)于進(jìn)氣壓力具有預(yù)定壓力要求，當(dāng)儲(chǔ)氣庫(kù)釋放空氣至庫(kù)內(nèi)壓力低于預(yù)定壓力時(shí)，釋能過(guò)程就不得不停止，而儲(chǔ)氣庫(kù)內(nèi)剩余的空氣將不能得到利用。由于儲(chǔ)氣庫(kù)放氣過(guò)程是一個(gè)壓力逐漸降低的過(guò)程，導(dǎo)致空氣透平入口的壓力也不斷降低，致使空氣透平的工況發(fā)生變化。也即，現(xiàn)有的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)在釋能過(guò)程中，存在工況不穩(wěn)定的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明的目的是提供一種水力恒壓式雙效壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，解決現(xiàn)有的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)在釋能過(guò)程中存在的工況不穩(wěn)定問(wèn)題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種水力恒壓式雙效壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括空氣儲(chǔ)能單元和水力儲(chǔ)能單元，所述空氣儲(chǔ)能單元包括空氣壓縮機(jī)組、空氣透平機(jī)組和儲(chǔ)氣庫(kù)，其中所述空氣壓縮機(jī)組、空氣透平機(jī)組分別與所述儲(chǔ)氣庫(kù)相連；所述水力儲(chǔ)能單元包括高位水源以及與所述高位水源連接的水輪機(jī)組，所述水輪機(jī)組與所述儲(chǔ)氣庫(kù)相連。

進(jìn)一步地，所述空氣壓縮機(jī)組和所述空氣透平機(jī)組分別通過(guò)連接管路與所述儲(chǔ)氣庫(kù)的頂部相連。

進(jìn)一步地，在所述空氣壓縮機(jī)組與所述儲(chǔ)氣庫(kù)之間的連接管路上設(shè)有進(jìn)氣閥。

進(jìn)一步地，在所述空氣透平機(jī)組與所述儲(chǔ)氣庫(kù)之間的連接管路上設(shè)有排氣閥。

具體地，所述儲(chǔ)氣庫(kù)的底部設(shè)有流水口，所述流水口通過(guò)輸水管路與所述水輪機(jī)組相連。

具體地，所述高位水源所處位置高于所述儲(chǔ)氣庫(kù)所處位置。

進(jìn)一步地，所述空氣壓縮機(jī)組與第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連。

進(jìn)一步地，所述空氣透平機(jī)組與第一發(fā)電機(jī)相連。

進(jìn)一步地，所述水輪機(jī)組分別與第二發(fā)電機(jī)、第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連。

(三)有益效果

本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明提供的水力恒壓式雙效壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，儲(chǔ)能時(shí)，空氣壓縮機(jī)組將制取的高壓空氣存儲(chǔ)于儲(chǔ)氣庫(kù)中，同時(shí)水輪機(jī)組將儲(chǔ)氣庫(kù)底部的水抽至高位水源，釋能時(shí)，儲(chǔ)氣庫(kù)中的高壓空氣進(jìn)入到空氣透平機(jī)組中進(jìn)行膨脹做功，同時(shí)高位水源中的水推動(dòng)水輪機(jī)組做功后進(jìn)入儲(chǔ)氣庫(kù)。

本發(fā)明提供的水力恒壓式雙效壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，通過(guò)高位水源提供重力柱，能夠使儲(chǔ)氣庫(kù)在放氣釋能過(guò)程中維持恒定的供氣壓力，使得系統(tǒng)在放氣釋能過(guò)程中更加穩(wěn)定，有效解決了現(xiàn)有壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)放氣過(guò)程中工況不穩(wěn)定的問(wèn)題。