[发明专利]采用电驱动进气预冷的液态空气储能系统

说明书

本发明实施例提供一种采用电驱动进气预冷的液态空气储能系统，包括：电驱动制冷机组和液态空气储能机组；所述电驱动制冷机组包括利用低谷电制备低温冷能的预冷回路；所述液态空气储能机组包括利用低谷电将空气压缩形成液态空气的储能通路；其中，所述预冷回路用于预冷进入所述储能通路的空气。本发明实施例提供的一种采用电驱动进气预冷的液态空气储能系统，同时，制冷机组在储能过程运行，可以便捷地采用低谷电来驱动制冷机组，降低了系统的运行成本，进一步地保证了系统的经济可行性。因此，本发明结合低谷电驱动的制冷机组来实现压缩机进气的预冷，能够有效降低压缩耗功，提高系统效率，并具有经济可行性。

技术领域

本发明涉及能源技术领域，尤其涉及一种采用电驱动进气预冷的液态空气储能系统。

背景技术

受能源危机和环境影响的驱使，可再生能源发电装机容量逐年上升，但仍存在一定程度的弃光、弃风限电现象发生，主要源于可再生能源固有的随机性和间歇性等特点，导致可再生能源发电频率和输出功率波动较大，电压频繁波动和闪变，影响电网运行的安全性和稳定性。此外，可再生能源发电与用户侧需求在时间上匹配度有待改善。而储能技术作为一种有效提升可再生能源在电网中消纳性能的技术手段，能够增强可再生能源利用的可调控性，提供稳定可靠的电能输出，灵活实现用能的削峰填谷。其中，液态空气储能是一种具有高储能密度，无地理条件限制，环境友好型的大规模储能技术。在用能低谷时，空气液化并常压存储，在用电高峰时，液态空气释放冷能，膨胀发电。在空气液化过程中，空气首先被压缩机加压，然后依次降温、节流，获得液态空气。空气通常以常温状态进入压缩机，压缩功耗较大，且压缩过程所产生的压缩热通常用于释能过程膨胀侧的补热，压缩热过剩并部分以热能形式耗散，系统的整体能源利用效率有待进一步提高。

有鉴于此提出本发明。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种采用电驱动进气预冷的液态空气储能系统，用以解决压缩机组的功耗较大，且产生的压缩热被释能过程利用后还有剩余，能量的利用不充分，系统的发电效率及整体效率均较低的缺陷，随着制冷技术的不断发展，压缩式制冷机组可以获得零摄氏度以下、温度较低的冷源，且冷源温度可以在较大范围内灵活调节，将此低温冷源用于预冷压缩机进口空气，可以显著降低压缩机的能耗，避免压缩热过剩。

根据本发明实施例的一种采用电驱动进气预冷的液态空气储能系统，包括：电驱动制冷机组和液态空气储能机组；

所述电驱动制冷机组包括利用低谷电制备低温冷能的预冷回路；

所述液态空气储能机组包括利用低谷电将空气压缩形成液态空气的储能通路；

其中，所述预冷回路用于预冷进入所述储能通路的空气。

根据本发明的一个实施例，所述电驱动制冷机组包括：依次连接的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器；

其中，制冷剂流经所述压缩机、所述冷凝器、所述膨胀阀和所述蒸发器，并从所述蒸发器回流至所述压缩机形成所述预冷回路。

具体来说，提出了预冷回路的设置方案，其中，低温低压的干饱和气态制冷剂在低谷电的作用下进入压缩机，经压缩机绝热压缩后形成高温高压的干饱和气态制冷剂，实现制冷剂的制备。

根据本发明的一个实施例，所述液态空气储能机组包括：依次连接形成所述储能通路的所述蒸发器、空气压缩机组、蓄冷器、降压装置和低温储罐；

其中，所述储能通路和所述预冷回路通过所述蒸发器实现耦合。

具体来说，提出了储能通路的设置方案，其中，空气压缩机组利用低谷电实现驱动，将空气通过储能通路压缩形成液态空气。

进一步地，通过储能通路和预冷回路耦合实现了对进入空气压缩机组空气的预冷。