[發明專利]一種鏈式恒壓儲氣系統

在審

• 申請號: 202110423387.1
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN113203035A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 姜彤;周淳
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: F17C1/00
• 分類號: F17C1/00;F17C13/04;F17C13/00;F17D1/02;F17D1/08;F17D3/01
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本發明的目的在于提供一種鏈式恒壓儲氣系統及高效定參數儲排氣的方法。所述系統包含：三個或三個以上有效容積相等的壓力容器A、液體驅動裝置G、高低壓液體管道HT、LT及高低壓氣體管道HP、LP。壓力容器均與高壓氣體管道HP，低壓氣體管道LP和高壓液體管道HT，低壓液體管道LT相連接，液體驅動裝置G可視為經高壓液體管道HT和低壓液體管道LT連接在兩個壓力容器之間。根據鏈式儲氣與鏈式排氣策略，液體不斷在壓力容器之間轉移以實現排氣和儲氣。

技術領域

本發明涉及大規模電力系統儲能領域，特別是涉及壓縮氣體儲能需要保證儲氣過程壓強恒定的情況。

背景技術

近年來，隨著我國經濟不斷發展，用電量不斷升高。新能源以及間歇性可再生能源的大規模運用造成的電網頻率問題、傳統電力峰谷差值的擴大增長以及各種電力能源相關問題不斷出現。壓縮空氣儲能作為一種重要的儲能技術，有著建造和運行成本較低、工作時間長、壽命長和場地限制小等優點，是一種很有發展前景的儲能技術。

在壓縮空氣儲能中，經常采用一種變壓儲氣的方案。因為初始壓強變化很大，當儲氣壓強低于一個數值時，就無法發電了，使得設備容量不能得到充分利用。另一方面，初始壓強的不斷變化導致設備運行參數不斷變化，降低了壓縮設備效率，也對設備壽命產生不利影響。恒壓儲氣可以使壓縮設備的運行參數保持穩定，并且可以使幾乎所有存儲能量得到充分利用，從而有效解決上述問題。現有的恒壓儲氣技術，如水封雙層恒壓儲氣系統，在流入或流出一定體積的壓縮空氣時，需要使用等體積的液體進行占位，并且需要與儲氣空間等體積的存儲容器，增大了系統占用空間，提高了建設成本。

因此希望保持恒壓儲氣技術優勢的同時，解決現有技術中存在的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鏈式恒壓儲氣系統及高效定參數儲排氣的方法。所述系統包含：三個或三個以上有效容積相等的壓力容器A、液體驅動裝置G、高低壓液體管道HT,LT及高低壓氣體管道HP,LP。

一種鏈式恒壓儲氣系統及其運行方法，其特征在于，系統采用三個或三個以上有效容積相同的壓力容器A組成，各壓力容器均與高低壓氣體管道HP,LP和高低壓液體管道HT,LT經閥門控制相連接。液體驅動裝置G的兩端分別經閥門控制與高低壓液體管道HT,LT相連接，可視為在高低壓操作態容器之間連通。在運行時，壓力容器A共有四種狀態：高壓靜止態HS、低壓靜止態LS和高壓操作態HO、低壓操作態LO。儲氣時，采用鏈式儲氣控制策略，高壓氣體從高壓氣體管道HP進入高壓操作態容器HO，高壓操作態容器HO內液體經液體驅動裝置G進入低壓操作態容器LO。液體完全充滿低壓操作態容器LO后，高壓操作態HO轉成高壓靜止態HS，低壓操作態LO轉成高壓操作態HO，選擇一個低壓靜止態容器LS轉成低壓操作態容器LO。不斷循環，使高壓靜止態容器HS數量增加，低壓靜止態容器LS數量減少，實現鏈式儲氣。排氣時，采用鏈式排氣控制策略，低壓氣體從低壓氣體管道LP進入低壓操作態容器LO，低壓操作態容器LO內液體經液體驅動裝置G進入高壓操作態容器HO。液體完全充滿高壓操作態容器HO后，低壓操作態LO轉成低壓靜止態LS，高壓操作態HO轉成低壓操作態LO，選擇一個高壓靜止態容器HS轉成高壓操作態容器HO。不斷循環，使高壓靜止態容器HS數量減少，低壓靜止態容器LS數量增加，實現鏈式排氣。

壓力容器的四種狀態定義如下：

高壓靜止態HS：與高壓氣體管道HP連通并充滿高壓氣體的容器，與低壓氣體管道LP不連通，與高壓液體管道HT不連通，與低壓液體管道不連通LT;

低壓靜止態LS：與低壓氣體管道LP連通并充滿低壓氣體的容器，與高壓氣體管道HP不連通，與低壓液體管道LT不連通，與高壓液體管道HT不連通;

高壓操作態HO：與高壓氣體管道HP和高壓液體管道HT相連通的容器,與低壓液體管道LT不連通，與低壓氣體管道不連通LP;

低壓操作態：與低壓氣體管道LP和低壓液體管道LT相連通的容器，與高壓液體管道HT不連通，與高壓氣體管道不連通HP。