[发明专利]一种光伏电站储能配套系统及其运行方法

说明书

本发明提供一种光伏电站储能配套系统及其运行方法，系统包括储能段、释能段、太阳能补热模块和设置在光伏电池上方的冷却喷头；储能段的工质出口连接高压储气室的入口，储能段的工质出口和高压储气室的出口连接释能段的工质入口；储能段设置两级压缩机，压缩机的出口均设置冷却器，释能段设置两级膨胀机，两级膨胀机的入口处均设置预热加热器和补热加热器；冷却器的热介质出口连通高温蓄水罐，冷却器的冷介质出口连通低温蓄水罐，高温蓄水罐连接所述预热加热器，预热加热器的加热介质出口连通低温蓄水罐；太阳能补热模块的工质出入口连通所述补热加热器的加热介质进出口；够显著提高储能系统的效率；太阳能补热更加清洁，能够有效减少碳排放。

技术领域

本发明涉及物理储能领域，具体为一种光伏电站储能配套系统及其运行方法。

背景技术

光资源在短时间的波动较大，而电网也需要根据用户侧负荷进行调度，这催生出光伏电站对储能的需求。当前多省新能源配套储能的政策不断加码，要求新能源电站在并网发电前配套额定发电功率5％到20％的储能系统。虽然电网侧的储能相较于发电侧而言，整体建造成本和容量更低，但是对电网的控制和管理难度较大，因此发电侧的储能有其不可替代性。

现阶段成熟的大规模储能技术有抽水蓄能，电化学储能和压缩空气储能。抽水蓄能对地质条件有较高的要求；电化学储能全生命周期内污染较为严重，存在安全隐患，并且无法增加系统的转动惯量用于提高供电系统的稳定性；压缩空气储能对地理条件的限制小，同时污染也较为可控，并且利用同步发电机的特性可以单独调节有功功率和无功功率，提高电网的稳定性和系统转动惯量，是适合配合光伏电站推广的大规模储能之一。

此外，在强烈的日照条件下，光伏电池的温度升高，引起光伏板发电效率的降低，导致光伏电站输出功率和系统寿命的降低。光伏电池所在的户外工作环境会导致长时间的工作后，光伏板的表面灰尘和异物，进一步影响光伏电池的发电效率。上述问题影响了光伏电站的长期稳定和高效运行。现阶段的大规模光伏电厂的除尘多采用季度性的人工除尘，即一年4次人工用高压水对光伏电池表面进行冲刷清洁，不仅效率低，而且无法解决正午时刻光伏电池的高温和效率降低的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种光伏电站储能配套系统及其运行方法，能够满足太阳能光伏电站的储能需求；搭配压缩热回收模块和太阳能补热模块，能够显著提高储能系统的效率，降低太阳能电站的维护成本；配合储能增设冷却模块，能够降低光伏电池的运行温度，提高电池寿命。

本发明是通过以下技术方案来实现：一种光伏电站储能配套系统，包括压缩空气储能模块、压缩热回收模块、太阳能补热模块和光伏电池冷却模块；光伏电池冷却模块包括设置在光伏电池上方的冷却喷头，冷却喷头连通有冷却空气或清洁水源；压缩空气储能模块包括储能段和释能段，储能段的出口和释能段的入口通过控制阀连接高压储气室的入口；

储能段设置两级压缩机，压缩机的出口均设置冷却器，释能段设置两级膨胀机，两级膨胀机的入口处均设置预热加热器和补热加热器；

压缩热回收模块包括所述冷却器、低温蓄水罐、高温蓄水罐、所述预热加热器和补热加热器；

冷却器的热介质出口连通高温蓄水罐，冷却器的冷介质出口连通低温蓄水罐，高温蓄水罐连接所述预热加热器，预热加热器的加热介质出口连通低温蓄水罐；

太阳能补热模块的工质出入口连通所述补热加热器的加热介质进出口。

压缩空气储能模块中两级压缩机采用直流无刷同步电机驱动；直流无刷同步电机电能输入端与光伏电池组的直流总线直接连接。