The invention relates to an offshore damless pumped compressed air energy storage system and method, which comprises an electric power dispatching unit, an energy storage circuit and an energy release circuit; an energy storage circuit includes a compressor unit, an underwater air bag and a water-gas co-storage tank connected in turn; a energy release circuit includes a hydraulic turbine; and an outlet of a water turbine intake and a water-gas co-storage tank. Power allocation unit includes motor/generator and power dispatching and control center for connecting and controlling motor/generator; when energy storage, motor/generator motor end drives high-pressure water pump to inject water and energy into water-gas co-tank; when energy release, high-pressure water-driven turbine in Water-Gas co-tank drives electric power. Generator terminals of generator / generator are used for power generation. The method includes preprocessing steps, energy storage steps and energy release steps. It ensures that the system has stable operating conditions and high power generation efficiency, and further improves the economy of the system.
【技术实现步骤摘要】
海上无坝抽水压缩空气储能系统及方法
本专利技术属于物理储能
,涉及一种用于海上孤岛的压缩空气储能,具体为海上无坝抽水压缩空气储能系统及方法。
技术介绍
能源是人类赖以生存和发展的物质基础,同时也是影响国民经济发展的重要因素。近年来,随着化石能源的消耗量急剧增加,由此带来的常规能源短缺、温室空气排放、环境污染等问题日益突出,因此加强风能、太阳能等具有替代作用的可再生能源的开发利用尤为重要。我国幅员辽阔,陆地及海洋面积广阔,可再生能源蕴藏量丰富。在经济社会的发展过程中,远离海岸线的诸多海岛由于受特殊地理环境因素的制约,需要投入巨大的时间成本和经济成本才能接入强大的输配电网络,严重影响了这些地区的经济发展。根据我国的风能、太阳能资源的分布情况可知,这些远离海岸线的海岛的风能及太阳能资源的可开发量丰富,由于风能和太阳能具有天然的互补性,因此在海岛地区开发风能和太阳能是一种合理可行的能源利用方式。由于风能及太阳能受天气影响明显,具有波动性和随机性,因此有必要引入电能存储技术,保证能源的持续、稳定供给。目前储能技术主要分为物理储能和化学储能,其中物理储能技术包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等,化学储能技术包括电池储能等。考虑到目前可以进行大规模储能的技术为抽水蓄能和压缩空气储能,同时考虑海岛的地理环境条件,因此仅有压缩空气储能具有可行性。国内外目前针对压缩空气储能技术的研究多采用地下盐穴、废弃矿洞或隧道等作为储气容器,存在电站造价高且需要特定地形结构等问题。为解决上述问题,同时考虑到储能和释能过程中的变工况特性,西安交通大学王焕然等首次提出一种恒压水-气共容 ...
【技术保护点】
1.海上无坝抽水压缩空气储能系统,其特征在于,包括电力调配单元、储能回路和释能回路;所述的储能回路包括依次连接的压缩机机组、水下气囊(6)和水气共容舱(5);压缩机机组的空气入口连接大气,水下气囊(6)设置在海面以下且固定在海底,水气共容舱(5)上设置有与海水连通的高压水泵(4);所述的释能回路包括水轮机(3);水轮机(3)进水口与水气共容舱(5)的出水口相连;所述的电力调配单元包括电动机/发电机(11)和用于连接控制电动机/发电机(11)的电力调度与控制中心(12);电动机/发电机(11)的电动机输出端连接储能回路的压缩机机组输入端,电动机/发电机(11)的发电机输入端连接释能回路的水轮机(3)输出端;储能时,电动机/发电机(11)的电动机端带动高压水泵(4)向水气共容舱(5)内注水储能;释能时,水气共容舱(5)中的高压水驱动水轮机(3)带动电动机/发电机(11)的发电机端进行发电。
【技术特征摘要】
1.海上无坝抽水压缩空气储能系统,其特征在于,包括电力调配单元、储能回路和释能回路;所述的储能回路包括依次连接的压缩机机组、水下气囊(6)和水气共容舱(5);压缩机机组的空气入口连接大气,水下气囊(6)设置在海面以下且固定在海底,水气共容舱(5)上设置有与海水连通的高压水泵(4);所述的释能回路包括水轮机(3);水轮机(3)进水口与水气共容舱(5)的出水口相连;所述的电力调配单元包括电动机/发电机(11)和用于连接控制电动机/发电机(11)的电力调度与控制中心(12);电动机/发电机(11)的电动机输出端连接储能回路的压缩机机组输入端,电动机/发电机(11)的发电机输入端连接释能回路的水轮机(3)输出端;储能时,电动机/发电机(11)的电动机端带动高压水泵(4)向水气共容舱(5)内注水储能;释能时,水气共容舱(5)中的高压水驱动水轮机(3)带动电动机/发电机(11)的发电机端进行发电。2.根据权利要求1所述的海上无坝抽水压缩空气储能系统,其特征在于,压缩机机组由若干压缩机串联而成,在每个压缩机空气出口和下一压缩机空气入口间安装有一个换热器;第一级压缩机的空气入口连接大气,最后一级压缩机的空气出口依次连接最后一级换热器后连接水下气囊(6)的空气入口。3.根据权利要求1所述的海上无坝抽水压缩空气储能系统,其特征在于,压缩机机组中的换热器冷却回路输入端设置有进水口与海水连通的低压水泵(15)。4.根据权利要求1所述的海上无坝抽水压缩空气储能系统,其特征在于,水下气囊(6)外部罩有固定网罩(24);固定网罩(24)的多点连接柔性铆链结构,柔性铆链结构的另一端锚固于海底管桩基础。5.根据权利要求1所述的海上无坝抽水压缩空气储能系统,其特征在于,水下气囊(6)的进气管道和出气管道分别为进气高压软管(23)和出气高压软管(22),进气高压软管(23)和出气高压软管(22)采用锚接方式锚固于海底管桩基础上。6.根据权利要求1所述的海上无坝抽水压缩空气储能系统,其特征在于,压缩机机组通过高压进气电控阀门(16)向水下气囊(6)内压入高压空气,通过高压注气电控阀门(17)向水气共容舱(5)内压入高压空气进行补气;高压水泵(4)出口经高压加水电控阀门(19)与水气共容舱(5)相连;...
【专利技术属性】
技术研发人员:王焕然,严凯,李丞宸,刘明明,张淑宇,李瑞雄,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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