[实用新型]压缩空气储能系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力存储技术领域，特别是一种压缩空气储能系统。

背景技术

近年来，我国电力电网中的大型机组不断增多，电力系统的自身功率调节能力受到限制，且系统负荷的峰谷比不断增大，为了保证电网安全、经济地运行，必须建设电力储能系统。特别是风电大规模发展，由于其间歇性的特点，使得电网的安全受到威胁，为了更加高效利用风能等可再生能源，必须具备电力储能系统与之匹配。

目前，大规模电力储能系统技术有抽水储能和压缩空气储能，抽水储能技术受到地形限制，而传统压缩空气储能技术的储气装置中压力是变化的，在压缩过程中储气装置压力不断增高，而在膨胀过程中压力不断下降，使压气机和膨胀机很难稳定工作，并造成大量能量损失。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

为解决上述的一个或多个问题，本实用新型提供了一种压缩空气储能系统。

(二)技术方案

根据本实用新型的一个方面，提供了一种压缩空气储能系统。该压缩空气储能系统包括：储能组件、储气装置、水泵和释能组件，其中：储气装置为预存水的密闭容器；水泵，设置于水源至储气装置的管路上；储能组件包括：电动机；压气机组，包括至少1台压气机，其转轴与电动机的转轴相连接，其出气口通过阀门与储气装置的进气口相连接，在电动机的驱动下，该压气机组将空气压入储气装置进行存储，储气装置中的水被压缩空气排出至水源；释能组件包括：发电机；膨胀机组，包括至少1台膨胀机，其转轴与发电机的转轴相连接，其进气口通过阀门与储气装置的出气口相连接，储气装置的压缩空气通过膨胀机做功并带动发电机发电，同时水泵将水注入储气装置内，填补压缩空气排出的体积。

优选地，本实用新型压缩空气储能系统还包括：冷却器，设置于压气机组和储气装置之间，该冷却器将压气机组输出的压缩空气进行冷却后，将其送入储气装置；加热器，设置于储气装置和膨胀机组之间，该加热器将储气装置输出的空气进行加热后，送入膨胀机组。

优选地，本实用新型压缩空气储能系统中，压气机组包括以共轴串联形式或分轴并联形式连接的至少2台压气机。

优选地，本实用新型压缩空气储能系统中，压气机为负载和转速可控的压气机。

优选地，本实用新型压缩空气储能系统中，相邻的2台压气机之间设置冷却温度可控的冷却器。

优选地，本实用新型压缩空气储能系统中，压气机组中压气机的数目为2台或3台。

优选地，本实用新型压缩空气储能系统中，膨胀机组包括以共轴串联形式或分轴并联形式连接的至少2台膨胀机。

优选地，本实用新型压缩空气储能系统中，膨胀机为转速可控的膨胀机。

优选地，本实用新型压缩空气储能系统中，相邻的2台膨胀机之间设置加热温度可控的加热器。

优选地，本实用新型压缩空气储能系统中，膨胀机组中膨胀机的数目为2条或3台。

优选地，本实用新型压缩空气储能系统还包括：水轮发电机组，设置于储气装置与水源之间的管路上。

优选地，本实用新型压缩空气储能系统中，储气装置与水源之间的管路为：一条双向管路，或两条单向管路，分别为储气装置至水源的单向管路和水源至储气装置的单向管路。

优选地，本实用新型压缩空气储能系统中，加热器的热源为工业废热、余热、大气环境、太阳能热或蓄热装置。

优选地，本实用新型压缩空气储能系统中，冷却器或加热器为以下群组中一种或多种的组合：套管式、管壳式、夹套式、蓄热式、混合式和沉浸蛇管式。

优选地，本实用新型压缩空气储能系统中，储气装置为：密闭洞穴或人造压力容器。

优选地，本实用新型压缩空气储能系统中，压气机或膨胀机为以下类型中一种或多种的组合：活塞式、轴流式、斜流式、离心式和螺杆式。

优选地，本实用新型压缩空气储能系统中，水源是：大海、湖、水库、江、河流或人工水池。

优选地，本实用新型压缩空气储能系统中，水泵为：叶轮式泵或容积式泵；叶轮式泵为轴流式、混流式或离心式泵其中的一种或多种的组合；容积式泵，为齿轮泵、螺杆泵、罗茨泵或滑片泵其中的一种或多种的组合。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本实用新型压缩空气储能系统具有以下有益效果：

(1)利用储气装置中的水量控制储气装置内部压力恒定，使得储能系统在储能过程和释能过程中压气机组和膨胀机组一直工作在恒压环境下，从而解决传统压缩空气储能中储气装置中压力变化的问题，由于膨胀机组和压气机组都是在恒压下工作，所以储能系统效率高、安全性好；