[发明专利]混合型储能电站

说明书

本发明公开了一种混合型储能电站包括上水库、下水库、水泵水轮机组和储气库；所述上水库设置在山体上，所述下水库位于所述上水库的下方以便所述下水库与所述上水库具有高度差；所述水泵水轮机组通过引水管连接所述上水库，所述水泵水轮机组通过尾水管连接所述下水库；所述储气库位于所述上水库的下方以便所述储气库和所述上水库具有高度差，所述储气库具有水进出口和空气进出口，所述水进出口通过水压管连接所述上水库，所述空气进出口通过主气管连接空气压缩膨胀机组。本发明的混合型储能电站具有经济和社会效益高、储能容量大、储能效率高、避免储气库应力疲劳和储气库的利用率高等优点。

技术领域

本发明涉及储能技术领域，具体涉及一种混合型储能电站。

背景技术

抽水蓄能是现有最主要的大容量、长时间的电力储能方式，利用用电低谷时的过剩电力通过水泵将水从低位的下水库抽到高位的上水库，用电高峰时上水库中的水回流到下水库，推动水轮机发电机发电，储能效率75％左右，具有调峰、调频、调相、备用等功能。但是，抽水蓄能能量密度较低，水库容量大，地势落差大，选址困难，全国可开发的厂址数量有限，且投资总量大，建设周期长。

压缩空气储能也是一种能够实现大容量、长时间电能存储的电力储能系统，具有几十年的运行经验，通过压缩机将常压空气压缩至高压并储存的方式来存储多余电力，在需要用电时将高压空气释放并膨胀做功发电，储能效率可达70％，且能量密度较大。但是，压缩空气储能装置中需要配置超大容积的储气库。储气库体量太大，这对于压缩空气储能装置的厂址选择、占地和投资都十分不利。在没有辅助措施的情况下，储气库无法恒压运行，对储能效率有不利影响，且无法充分利用储气库容，造成浪费。现有的压缩空气储能电站数量极少且推广应用面临很大的经济性问题。

抽水蓄能和压缩空气储能都有各自的不足之处，还需要不断改进和创新，以满足电力系统日益增长的对于储能的需求。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种混合型储能电站包括上水库、下水库、水泵水轮机组和储气库；

所述上水库设置在山体上，所述下水库位于所述上水库下方以便所述下水库与所述上水库具有高度差；所述水泵水轮机组通过引水管连接所述上水库，所述水泵水轮机组通过尾水管连接所述下水库；所述储气库位于所述上水库的下方以便所述储气库和所述上水库具有高度差，所述储气库具有水进出口和空气进出口，所述水进出口通过水压管连接所述上水库，所述空气进出口通过主气管连接空气压缩膨胀机组。

根据本发明实施例的混合型储能电站具有经济和社会效益高、储能容量大、储能效率高、避免储气库应力疲劳和储气库的利用率高等优点。

在一些实施例中，所述储气库的容积不超过所述上水库总容积的50％。

在一些实施例中，所述储气库和所述上水库的所述高度差大于300米。

在一些实施例中，所述水进出口设在所述储气库的底部，所述水压管的下端部与所述水进出口连接，所述水压管的上端部从所述上水库的顶部伸入所述上水库的内部，所述储气库为布置在地表的压力容器或管道储气库。

在一些实施例中，所述水进出口设在所述储气库的底部，所述水压管的下端部与所述水进出口连接，所述水压管的所述上端部从所述上水库的下方伸入所述上水库的内部，所述储气库为洞穴或隧道储气库，所述洞穴和所述隧道储气库中的每一者布置在地下或者山体内。

在一些实施例中，所述空气压缩膨胀机组包括多段压缩机和多段膨胀机；前一段所述压缩机的出口与后一段所述压缩机的进口连接；前一段所述膨胀机的出口与后一段所述膨胀机的进口连接，其中所述主气管可切换地与最后一段所述压缩机的出口和第一段所述膨胀机的进口中的一者连接。

在一些实施例中，所述空气压缩膨胀机组还包括至少一个第一换热器和第二换热器；