[发明专利]一种压缩空气储能与超临界二氧化碳释能耦合系统

说明书

本发明涉及一种压缩空气储能和超临界二氧化碳释能耦合系统，所述耦合系统包括压缩空气储能子循环系统和超临界二氧化碳释能子循环系统。所述压缩空气储能子循环系统包括回热装置、压缩装置、换热装置、透平和储热组件；所述超临界二氧化碳释能子循环系统包括CO₂透平、CO₂回热组件、CO₂冷却装置、CO₂主压缩装置、CO₂旁路压缩装置、CO₂换热装置和储热组件。所述耦合系统能够有效实现需求侧管理、消除昼夜间峰谷差、平滑负荷，不仅可以更有效地利用电力设备、降低供电成本，还可以促进可再生能源的应用。

技术领域

本发明属于新能源发电技术领域，尤其涉及一种压缩空气储能与超临界二 氧化碳释能耦合系统。

背景技术

储能作为支撑新型电力系统的重要技术和基础装备，其规模化发展已成为 必然趋势。储能技术被视为电网运行过程中“采-发-输-配-用-储”六大环节中的 重要组成部分。储能系统可以实现大容量的热量或能量储存，在需要能量的时 候再平稳的释放出来转化为电能或其他利用，储能技术的应用在很大程度上解 决了新能源发电的间歇性与波动性等弊端，有力地推动了新能源的发展。

目前成熟的大规模储能技术主要有抽水蓄能储能、压缩空气储能、电磁储 能和化学储能等，其中抽水储能技术较成熟，但受限于地质条件，需要充足的 水源，CN102758748B公开了一种高压液态空气储能/释能系统，所述系统包括 储能子系统和释能子系统，储能子系统包括驱动单元，释能子系统包括自增压 单元和做功单元，所述系统在发电阶段不耗功耗电、可回收中低温废热，适用 于各种电站，但其需要大型的储气装置，占地面积大。另外，从规模等级、技 术水平和经济成本等方面考虑，、电磁储能和化学储能均存在一定的局限性。

开发新型清洁能源是实现可持续发展、解决能源短缺的关键途径。其中， 超临界二氧化碳发电系统是新能源发电的热点研究方向之一。超临界二氧化碳 发电系统主要模式为基于熔盐的吸热技术与超临界二氧化碳动力循环系统相结 合，超临界二氧化碳在一定的运行参数范围内密度较大且无相变、换热性能良 好，提高换热效率，利用压缩超临界二氧化碳进行储能，可显著缩小存储系统 的规模、降低成本。

因此，需开发一种新型的储能系统，使其更加经济环保，且能够提高储能 效率和减少占地面积。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种压缩空气储能与超临界二氧 化碳释能耦合系统，其能够实现需求侧管理，具有削峰填谷的能力，更有效地 利用电力设备，降低供电成本；同时为可再生能源的应用提供新思路。

为达到上述技术效果，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种压缩空气储能与超临界二氧化碳释能耦合系统，所述耦 合系统包括压缩空气储能子循环系统；

所述压缩空气储能子循环系统包括回热装置、压缩装置、换热装置、透平 和储热组件；

所述超临界二氧化碳释能子循环系统包括CO₂透平、CO₂回热组件、CO₂冷却装置、CO₂主压缩装置、CO₂旁路压缩装置、CO₂换热装置和储热组件。

本发明中，所述压缩空气储能为开式循环布置，高压空气直接在透平中做 功后排入环境，无需储罐进行保存，提高循环的经济性，能量以热能形式存储。 所述超临界二氧化碳释能子循环系统，与常规蒸汽循环相比，具有体积小、重 量轻、热损小和转换效率高等优势。所述耦合系统可以提高新能源消纳能力以 及新能源介入电网调峰和填谷能力，降低供电成本，且该耦合系统具有较好的 环境效益。

作为本发明优选的技术方案，所述压缩空气储能子循环系统的循环工质包 括空气。