【技术实现步骤摘要】
基于布雷顿循环的热泵式储电系统
本专利技术涉及的是一种电网控制领域的技术，具体是一种基于布雷顿循环的热泵式储电系统。
技术介绍
为了满足当前的巨大能源需求，增强电网的灵活性，以及解决电力产能的平衡问题，促进能源结构调整，需要发展低成本大规模储电技术。储电技术是将电能转换为其他形式的能量，并储存起来，需要时再将其转换为电能进行利用。储电技术能够更好的控制和调节电力供应与需求之间的不匹配问题，及时调整发电频率并进行调峰，提高电网的安全性，有利于分布式能源的发展。现有的大规模储电技术主要为抽水蓄能和压缩空气储能技术，其结构简单、技术成熟、成本低、储能容量大而受到广泛使用。然而，其建设周期长，对电站周围环境有较大的影响，且地理、地质条件的限制阻碍了其进一步的发展。热泵式储电系统能够弥补上述储电技术的缺点和不足，并满足大规模低成本储电的需求。热泵储电系统通过正向热力学循环对工作流体进行压缩和膨胀过程，将电能转化为储能介质的热能与冷能储存起来，并在需要时再通过逆向热力学循环通过工作流体做功将热能和冷能再转化为电能。该系统主要包含...
【技术保护点】
1.一种基于布雷顿循环的热泵式储电系统，其特征在于，包括：依次相连的电动机/发电机、至少一组压缩机和膨胀机、作为相变堆积床储能机构的与压缩机相连的储热罐和与膨胀机相连的储冷罐以及分别与压缩机、膨胀机和相变堆积床储能机构相连的内部换热器，其中：充电过程中压缩机通过电动机驱动，电动机在充电过程中通过外部电网作为电能来源的同时从膨胀机回收部分机械能用于压缩工质并得到高温高压工质，进而将热能存储在储热罐中，再经膨胀机膨胀做功，工质变为低温低压，进而将冷能存储在储冷罐中；放电过程中，常温常压工质进入储冷罐后放热转变为低温低压工质，进入压缩机，被压缩为常温高压的状态后，进入储热罐吸热成...
【技术特征摘要】
1.一种基于布雷顿循环的热泵式储电系统，其特征在于，包括：依次相连的电动机/发电机、至少一组压缩机和膨胀机、作为相变堆积床储能机构的与压缩机相连的储热罐和与膨胀机相连的储冷罐以及分别与压缩机、膨胀机和相变堆积床储能机构相连的内部换热器，其中：充电过程中压缩机通过电动机驱动，电动机在充电过程中通过外部电网作为电能来源的同时从膨胀机回收部分机械能用于压缩工质并得到高温高压工质，进而将热能存储在储热罐中，再经膨胀机膨胀做功，工质变为低温低压，进而将冷能存储在储冷罐中；放电过程中，常温常压工质进入储冷罐后放热转变为低温低压工质，进入压缩机，被压缩为常温高压的状态后，进入储热罐吸热成为高温高压的工质并进入膨胀机对外做功，膨胀机输出的能量分别驱动压缩机以及发电机进行发电；
所述的内部换热器，对储热罐与储冷罐出口处的与环境温度具有较大温差的工作流体进行热量交换，将从储热罐流出的工作流体热量传递给从储冷罐流出的工作流体，减少将这部分能量直接释放到环境中造成的能量损失以实现回热；
所述的储热罐和储冷罐内的储能介质采用耐热材料包裹相变储能材料构成的球形相变储能胶囊。
2.根据权利要求1所述的基于布雷顿循环的热泵式储电系统，其特征是，所述的球形相变储能胶囊包括：球壳以及设置于其内部的相变储冷/储热介质；
所述的球壳厚度为1～3mm，相变胶囊依次排列堆叠，构成储能罐内的多孔堆积结构，孔隙率根据相变胶囊的直径变化。
3.根据权利要求1所述的基于布雷顿循环的热泵式储电系统，其特征是，所述的储热罐和储冷罐采用圆柱形罐体，最外层包裹着绝热材料厚度为10～20cm，内部采用堆积床结构并设置压力和温度传感器以及支撑网。
4.根据权利要求1所述的基于布雷顿循环的热泵式储电系统，其特征是，所述的储热罐内的储能介质采用相变温度为100～300℃的ZnCl2、NaNO3、BaCO3、KNO3、NaCl、KNO3/KCl的混合物或氯盐的混合物(MgCl2/KCl/NaCl)；
所述的储冷罐内的储能介质的相变温度为-50～10℃的30.5wt.％的CaCl2共晶水盐溶液、30.5wt.％的Al(NO3)3+H2O共晶水盐溶液、22.4wt.％的NaCl+H2O共晶水盐溶液、23.3wt.％的NaCl共晶水盐溶液。
5.根据权利要求1所述的基于布雷...
【专利技术属性】
技术研发人员：葛宇琪，赵长颖，赵耀，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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