[发明专利]基于压缩空气储能的大规模海上电能储存及综合利用系统

说明书

本发明公开了一种基于压缩空气储能的大规模海上电能储存及综合利用系统，包括间歇式发电装置、空气压缩机组、透平机组、冷能回收装置和水下压缩空气存储装置；间歇式发电装置用于向压缩空气机组提供电能，压缩空气机组用于生产压缩空气并通过管道存储到水下压缩空气存储装置中；水下压缩空气存储装置储存的压缩空气通过管道输送至透平机组发电，稳定向外供电；冷能回收装置与透平机组连接，用于回收经过透平机组的压缩空气的冷能，实现能源的综合利用。本发明可以将间歇性的电能转换成稳定的电能输出，同时，还可以提供冷能，用于制冰砖，满足沿海渔业对于冰的需求。

技术领域

本发明涉及间歇性发电的储存与再发电技术，具体涉及一种基于压缩空气储能的大规模海上电能储存及综合利用系统。

背景技术

在实现3060碳达峰、碳中和的过程中，风力发电、光伏发电等新能源在能源结构中所占的比重会越来越大。但这些新能源的间歇性、不稳定性特征对于电网的稳定可靠运行带来隐患。为了电网的安全，有些电能不得不放弃，形成所谓的弃风和弃光。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于压缩空气储能的大规模海上电能储存及综合利用系统，通过水面下的压缩空气储存系统，将间歇性的海上电能转换成稳定的电能输出，同时，还可以提供冷能，用于制冰砖，满足沿海渔业对于冰的需求。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于压缩空气储能的大规模海上电能储存及综合利用系统，包括间歇式发电装置、空气压缩机组、透平机组、冷能回收装置和水下压缩空气存储装置；在储能阶段，当间歇式发电系统多余的电能出现时，间歇式发电装置用于向空气压缩机组提供电能，空气压缩机组用于生产压缩空气并通过管道存储到水下压缩空气存储装置中；在用电需求较大的释能阶段，水下压缩空气存储装置储存的高压压缩空气通过管道输送至透平机组发电，实现稳定向外供电；冷能回收装置与透平机组连接，用于回收经过透平机组的压缩空气的冷能，实现能源的综合利用。

作为优选，所述的间歇式发电装置包括海边风力发电装置、海上风力发电装置、海上波浪能发电装置、海边光伏发电装置、海上光伏发电装置、陆上风力发电装置、陆上光伏发电装置的至少一种。

作为优选，所述的水下压缩空气存储装置包括压缩空气储存罐、压力调节块和可移动式盖板；压缩空气储存罐嵌设在海底，侧壁与海底形成水封槽；可移动式盖板活动连接在水封槽中，以封闭压缩空气储存罐；压力调节块设置在可移动式盖板上，用于调节罐内外压力差值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的基于压缩空气储能的大规模海上电能储存及综合利用系统，为大力发展海上风电及相关的发电系统的存储提供了解决办法，解决了海上风电等可再生能源不稳定的特点对电网的影响，实现了间歇性的能源连续供应的问题，在释能发电过程中，由于海平面基本不变，因此，压缩空气的输出压力稳定，系统效率高。

2、本发明的储能系统，储气设备投资小，压力稳定，并可以对释能过程中的冷能充分利用，具有体积小、投资低，安装方便等优点。

3、本发明的基于压缩空气储能的大规模海上电能储存及综合利用系统，不但可以用于海上风电大规模发电系统的存储，还可以用于陆上风电系统在湖泊或河流处进行存储，还可以用于远洋波浪能发电系统的电能的存储，可以根据需要制作不同级别的电能存储系统，可以是MW级的，也可以是电网级的，满足不同级别发电系统对于电能存储的需求，使用寿命长、成本低。

附图说明

图1为本实施例的大规模海上电能储存及综合利用系统的总体结构示意图；

图2为本实施例的风电系统的结构示意图；

图3为本实施例的海上发电系统的结构示意图；

图4为本实施例的压缩空气存储系统的结构示意图；