[發(fā)明專利]壓氣蓄能與抽水蓄能耦合的湖底人工硐室儲能系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310079392.4
• 申請日: 2023-01-19
• 公開（公告）號: CN116201674A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設計）人: 李航;韓月;馬洪嶺;朱施杰;曾真;鄭鑄顏;王軒;楊春和
• 申請（專利權）人: 重慶大學;中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司;中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: F03B13/06
• 分類號: F03B13/06;F01D15/10
• 代理公司: 北京眾達德權知識產(chǎn)權代理有限公司 11570
• 代理人: 劉杰

1.一種壓氣蓄能與抽水蓄能耦合的湖底人工硐室儲能系統(tǒng)，其特征在于，包括：湖底人工硐室、地面蓄水池、注排水管道、第一發(fā)電機、可逆水輪機、空氣壓縮機、第二發(fā)電機、膨脹機、三通管、通氣管道、電網(wǎng)、第一閥門、第二閥門、第三閥門及第四閥門；所述湖底人工硐室的下部與所述地面蓄水池通過所述注排水管道連通；所述可逆水輪機設置在所述注排水管道中；所述可逆水輪機的動力輸出端與所述第一發(fā)電機的動力輸入端機械連接；所述第一閥門和所述第二閥門均設置在所述注排水管道中，且所述第一閥門位于所述可逆水輪機與所述地面蓄水池之間，所述第二閥門位于所述可逆水輪機與所述湖底人工硐室之間；所述電網(wǎng)的發(fā)電端與所述空氣壓縮機的動力輸入端連接；所述空氣壓縮機的出氣端與所述三通管的第一端口連通；所述三通管的第二端口通過所述通氣管道與所述湖底人工硐室的上部連通；所述第三閥門設置在所述空氣壓縮機與所述三通管的第一端口之間；所述三通管的第三端口與所述膨脹機的進氣端連通，所述膨脹機的出氣端與所述第二發(fā)電機的進氣端連通；所述第二發(fā)電機的發(fā)電端與所述電網(wǎng)的動力輸入端連接；所述第四閥門設置在所述膨脹機與所述三通管的第三端口之間。

2.如權利要求1所述的壓氣蓄能與抽水蓄能耦合的湖底人工硐室儲能系統(tǒng)，其特征在于，在所述通氣管道和所述湖底人工硐室的外壁有鋼筋混凝土層。

3.如權利要求1或2所述的壓氣蓄能與抽水蓄能耦合的湖底人工硐室儲能系統(tǒng)，其特征在于，還包括：控制器；所述控制器的信號輸出端與所述第一閥門、第二閥門、第三閥門及第四閥門的信號輸入端通信連接。

4.一種壓氣蓄能與抽水蓄能耦合的湖底人工硐室儲能方法，其特征在于，適用于如權利要求1-3中任一項所述的壓氣蓄能與抽水蓄能耦合的湖底人工硐室儲能系統(tǒng)，包括：

儲能階段，打開所述第一閥門、所述第二閥門和所述第三閥門，關閉所述第四閥門，利用所述電網(wǎng)中富余的電力，驅動所述空氣壓縮機產(chǎn)生高壓空氣，所述高壓空氣經(jīng)所述通氣管道進入所述湖底人工硐室；所述湖底人工硐室中的水經(jīng)過所述可逆水輪機沿著所述注排水管道排至所述地面蓄水池；當所述湖底人工硐室充滿高壓空氣時，關閉所有閥門；

釋能階段，打開所述第一閥門、所述第二閥門、所述第四閥門，關閉所述第三閥門，同時利用水能和壓縮空氣的能量發(fā)電；高壓空氣沿著所述通氣管道經(jīng)所述第四閥門進入所述膨脹機，帶動所述第二發(fā)電機進行發(fā)電；隨著發(fā)電過程的進行，所述湖底人工硐室中空氣的壓力逐漸下降；當所述湖底人工硐室內部的空氣壓力低于所述注排水管道中的水頭壓力時，所述地面蓄水池中的水沿著所述注排水管道經(jīng)過所述可逆水輪機，帶動所述第一發(fā)電機進行發(fā)電，最終進入所述湖底人工硐室；當所述湖底人工硐室中的高壓空氣經(jīng)所述通氣管道排至地面，所述湖底人工硐室中充滿水時，能量全部釋放，關閉所有閥門。