[发明专利]一种深度供能压缩空气储能系统的分级储能方法

说明书

本发明提供一种深度供能的压缩空气储能系统及方法，该深度供能的压缩空气储能系统主要由多级压缩机和多级透平机组成，在各压缩机出口处均设置有通往储气库的注汽旁路，在各透平机入口处均设置有通往储气库的通气旁路。储能过程中，系统根据储气库压力的变化采用不同级数的压缩机串联增压实现梯级压缩，以降低储能注气压差，减少压缩过程耗功。释能过程中，根据储气库压力的变化选择不同级数的透平机串联透平实现梯级膨胀，以此扩大系统的透平压力运行区间，增加系统释能容量。本方案可在有效增加压缩空气储能系统的储释能容量的同时，提高系统效率。

技术领域

本发明涉及储能技术领域，具体涉及一种深度供能压缩空气储能系统的分级储能方法。

背景技术

大规模储能技术对于能源系统的优化和调节具有重大意义，是解决可再生能源的不稳定性、调整电网峰谷、改善电力系统经济性和稳定性的重要手段。在现有的大规模电力储能技术中，压缩空气储能得到了广泛应用。其主要原理是利用电力系统低谷时段的剩余电力将空气压缩储存在储气库里，在符合高峰时将其释放透平发电，具有容量大、经济性好、环境友好、运行成本低等优势。

目前的压缩空气储能系统大多采用多级串联增压直接注气的储能模式和节流阀稳压透平的释能模式。

然而，在储能阶段，采用串联增压直接注气会增加注气压力和储气库背景压力之间的压差，会造成压力损失；在释能阶段，采用节流阀稳压的方式也会造成储气库大量压力损失，且低于透平压力的部分空气无法参与做功，从而降低了压缩空气储能系统的有效释能容量。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种深度供能压缩空气储能系统的分级储能方法，其能解决上述问题。

一种深度供能压缩空气储能系统的分级储能方法，方法通过系统的电动机驱动多级空气压缩机，通过空气透平机组驱动发电机；方法通过系统的控制器调节各级开关阀组的开闭状态控制压缩气路，控制器调节高温蓄热罐下游的介质旁通阀提供不同等级的高温介质分级供给流路；在储能时，根据储气库的压力变化，选择开关阀组的开闭实现不同级数的空气压缩机串联增压；在释能时，根据储气库的储气压力变化，选择不同节流阀和介质旁通阀的开闭实现不同级数的空气透平机串联透平。

优选的，储能时，与储气库连接的空气压缩机采用变频压缩模式，其余空气压缩机采用定频压缩模式。

优选的，多级空气压缩机与多级空气透平机的级数相同或不同，多级空气压缩机与多级冷却器的级数相同，多级空气透平机与多级回热器的级数相同。

优选的，多级空气压缩机与多级空气透平机的级数均为五级。

优选的，在储能时的步骤如下：

S01：首先启动第一级空气压缩机并采用变频压缩模式，关闭第一级压缩控阀，打开第一级储气控阀，从第一级空气压缩机出口并经过第一级冷却器回收压缩热后空气，通过注气旁路注入储气库；如此，直到储气库内的空气压力由P0增加到P1；

S02：启动第一、二级空气压缩机，第一级空气压缩机采用定频压缩模式，第二级空气压缩机采用变频压缩模式；关闭第一级储气控阀和第二级压缩控阀，打开第一级压缩控阀和第二级储气控阀，从第二级空气压缩机的出口并经过第二级冷却器回收压缩热后空气，通过注气旁路注入储气库；如此，直到储气库内的空气压力由P1增加到P2；

S03：启动第一、二、三级空气压缩机，第一、二级空气压缩机采用定频压缩模式，第三级空气压缩机采用变频压缩模式；关闭第一级储气控阀、第二级储气控阀和第三级压缩控阀，打开第一级压缩控阀、第二级压缩控阀和第三级储气控阀，从第三级空气压缩机出口并经过第三级冷却器回收压缩热后空气，通过注气旁路注入储气库；如此，直到储气库内的空气压力由P2增加到P3；