[發明專利]熱泵儲電系統

在審

• 申請號: 202310103644.2
• 申請日: 2023-02-10
• 公開（公告）號: CN116066196A
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 戴貢鑫;茹斌;徐月亭;郭泗勇;曾志偉;宛政;孫立
• 申請（專利權）人: 上海電氣集團股份有限公司
• 主分類號: F01K27/00
• 分類號: F01K27/00;F28D20/00;F01K3/00;F01D15/10;F01D15/08
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 羅朗;林嵩

本發明公開了一種熱泵儲電系統，包括：儲熱機組、儲冷機組、熱泵儲能機組、熱機釋能機組和初始化循環機組；儲熱機組用于進行熱交換并存儲熱能。儲冷機組用于進行冷交換并存儲冷能。熱泵儲能機組用于在充電過程中通過電機驅動做功，以將電能轉換為冷能和熱能。熱機釋能機組用于在發電過程中通過驅動發電機發電，以將儲冷機組中的冷能和儲熱機組中的熱能轉換為電能。初始化循環機組用于在充電過程之前對儲冷機組中的儲冷介質進行預熱。在充電階段通過熱泵儲能機組將電能分別轉換為熱能和冷能分別存儲于儲熱機組和儲冷機組中，在放電階段將存儲的熱能和冷能轉換為電能輸出。

技術領域

本發明涉及電力領域，尤其涉及一種熱泵儲電系統。

背景技術

隨著電力脫碳化的提出，帶來了光伏、風電等新能源的快速發展，而于光伏和風電的發電不穩定性給電網的正常運行帶來了巨大挑戰。通過儲能技術，削峰填谷、平滑光伏和風電的電力輸出曲線是解決這個問題的有效方法。

目前市場上存在的儲能技術包括飛輪儲能、超級電容儲能、電池儲能、液流電池儲能、壓縮空氣儲能、抽水蓄能等。其中，飛輪儲能和超級電容儲能適合于小規模、短時間、充放電頻繁的場合，主要適用于電網短時間的調頻；電池儲能技術的儲能時長相對受限；壓縮空氣儲能和抽水儲能均受地理位置的限制。上述儲能技術受使用場景的限制較大，且儲能效率較低。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中儲能效率較低的缺陷，提供一種熱泵儲電系統。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

一種熱泵儲電系統，所述熱泵儲電系統包括：儲熱機組、儲冷機組、熱泵儲能機組、熱機釋能機組和初始化循環機組；

所述初始化循環機組包括：引風機和加熱器；所述引風機的出風口與所述加熱器的進風口相連接，所述加熱器的出風口與所述儲冷機組的冷端換熱器的第一冷端開口相連接，所述冷端換熱器的第二冷端開口與所述引風機的進風口相連接；所述引風機用于控制空氣的流向，所述加熱器用于對空氣進行加熱，加熱后的空氣在所述冷端換熱器中與儲冷介質換熱，得到預熱的儲冷介質用于充電過程；

所述熱泵儲能機組分別與所述儲熱機組的熱端換熱器和所述儲冷機組的冷端換熱器相連接，所述熱泵儲能機組在充電過程中通過電機驅動做功，以將電能轉換為冷能和熱能分別存儲在所述儲冷機組和所述儲熱機組中；

所述熱機釋能機組分別與所述儲熱機組的熱端換熱器和所述儲冷機組的冷端換熱器相連接，所述熱機釋能機組在發電過程中通過驅動發電機發電，以將所述儲冷機組中的冷能和所述儲熱機組中的熱能轉換為電能。

可選地，所述儲冷機組包括：低溫儲冷罐、高溫儲冷罐和所述冷端換熱器；

所述低溫儲冷罐的出口與所述冷端換熱器的第二冷端開口相連接，所述低溫儲冷罐的入口與所述冷端換熱器的第一冷端開口相連接，用于存儲換熱后低溫或常溫儲冷介質；所述高溫儲冷罐的出口與所述冷端換熱器的第二冷端開口相連接，所述高溫儲冷罐的入口與所述冷端換熱器的第一冷端開口相連接，用于存儲換熱后高溫儲冷介質。

可選地，所述儲冷介質為小顆粒固體介質，所述冷端換熱器為流化床換熱器，空氣與所述儲冷介質在所述流化床換熱器中逆流直接接觸換熱。

可選地，所述儲熱機組包括：低溫儲熱罐、高溫儲熱罐和所述熱端換熱器；

所述低溫儲熱罐的出口與所述熱端換熱器的第二熱端開口相連接，所述低溫儲熱罐的入口與所述熱端換熱器的第一熱端開口相連接，用于存儲換熱后低溫或常溫儲熱介質；所述高溫儲熱罐的出口與所述熱端換熱器的第二熱端開口相連接，所述高溫儲熱罐的入口與所述熱端換熱器的第一熱端開口相連接，用于存儲換熱后高溫儲熱介質。

可選地，所述儲熱介質為小顆粒固體介質，所述熱端換熱器為流化床換熱器，空氣與所述儲熱介質在所述流化床換熱器中逆流直接接觸換熱。