[发明专利]一种耦合电储热的多源蓄热压缩空气储能系统

说明书

一种耦合电储热的多源蓄热压缩空气储能系统，包括压缩机，压缩机的出口经冷却器的热侧通道接储气罐的进口，储气罐的出口经节流阀、第一换热器的冷侧通道、第二换热器的冷侧通道接透平的进口，透平接发电机驱动其发电；冷却器的冷侧通道与第一热罐、第一换热器的热侧通道以及第一冷罐依次连接组成低温蓄热回路；第二换热器的热侧通道与第二冷罐、电加热装置以及第二热罐依次连接组成高温蓄热回路。本发明设置有两个蓄热回路，能够更好地分别匹配高温和低温换热过程中温度的变化，可减少换热过程中的换热温差，同时充分利用电加热装置提高储能过程消纳多余电能的能力，并提高透平进口处空气的温度，可提高系统做功能力。

技术领域

本发明属于储能技术领域，涉及压缩空气储能技术领域，特别涉及一种耦 合电储热的多源蓄热压缩空气储能系统。

背景技术

风能和光能等可再生能源具有间歇性和波动性的特点，造成了大量的“弃 风、弃光”现象，储能系统能在电力过剩时将电能转化成其它能量进行存储， 在电力不足时将储存的能量释放转化成电能，能够解决可再生能源发电的波动 性带来的并网问题；此外，储能系统还能改善电网电能的质量和提高机组运行 的安全性。

抽水蓄能和压缩气体储能是两种最有前途的大规模物理储能方式。其中， 抽水蓄能由于其循环效率高，技术成熟已经得到了广泛的应用，但是由于抽水 储能需要建在有地理高度落差的水源丰富的地方，其建址受到了限制，不能随 意扩展。压缩空气储能技术由于其建设周期短、启动快等特点，可用作给新能 源电站配备的储能系统，也可用作电网的调频，近年来发展迅速。在现有压缩 空气储能系统中，常见的有非绝热和绝热压缩空气储能系统。非绝热的压缩空 气储能系统需要化石燃料在释能阶段给空气加热，对环境不友好，并且循环效 率较低。非绝热压缩空气储能系统存储了压缩气体过程中的热量，在释能阶段 给空气加热，推动透平做功，通过回收利用压缩热提高了循环效率，同时摒弃 了化石燃料，但是由于压缩热量的温度有限，导致透平做工能力差。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种耦合电储热的 多源蓄热压缩空气储能系统及其工作方法，以解决上述存在的一个或多个技术 问题；本系统设置有两个蓄热回路，能够更好地分别匹配高温和低温换热过程 中温度的变化，可减少换热过程中的换热温差，并且充分利用电加热装置的能 量提高透平进口处的空气温度，从而提高系统的发电能力。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种耦合电储热的多源蓄热压缩空气储能系统，包括压缩机，所述压缩机 的出口经冷却器的热侧通道接储气罐的进口，储气罐的出口经节流阀、第一换 热器的冷侧通道、第二换热器的冷侧通道接透平的进口，所述透平接发电机驱 动其发电；

所述冷却器的冷侧通道与第一热罐、第一换热器的热侧通道以及第一冷罐 依次连接组成低温蓄热回路；

所述第二换热器的热侧通道与第二冷罐、电加热装置以及第二热罐依次连 接组成高温蓄热回路。

在一个实施例中，所述压缩机和冷却器均有N个，N≥1，每一级压缩机的 出口通过一级冷却器的热侧通道接下一级压缩机的进口，最后一级压缩机的出 口通过最后一级冷却器的热侧通道接储气罐的进口，各冷却器的冷侧通道串联 接入所述低温蓄热回路。

在一个实施例中，各压缩机同轴布置，并以电动机驱动。

在一个实施例中，经压缩机和冷却器进入所述储气罐(8)中的气体的压力 为10MPa，温度为20℃。

在一个实施例中，所述透平有M个，M≥1，每一级透平的出口通过一级换 热器的冷侧通道接下一级透平的进口，换热器的热侧通道与第二换热器的热侧 通道连接形成回路，第二换热器的冷侧通道接第一级透平的进口，各级透平接 发电机驱动其发电。当M＝2时，第一透平和第二透平的膨胀比分别为4和15。

在一个实施例中，所述第一热罐、第一冷罐存储的介质为导热油。