一种浮力反馈式水力恒压储释能系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种浮力反馈式水力恒压储释能系统及方法。储气罐底部使用缆绳绕过定滑轮与水面浮动平台连接，系统储气与释气时，水面浮动平台的浮力反馈作用可以保证储气罐中气压恒定。缆绳通过电动机调节长度，来调整储气罐工作深度，从而设定系统的工作压力。在用电低谷期，系统用电网的电能驱动电动机‑发电机并带动多级压气机工作，多级压气机将高压气体压缩于恒压储气罐中；在用电高峰期，将恒压储气罐中的高压气体释出，高压气体在透平中膨胀做功，透平带动电动机‑发电机输出电能。系统静止时，恒压储气罐中的气压利用水的静压特性得以保持恒定。本发明专利技术利用水的静压特性与浮力的力学反馈作用，从而实现恒压储气与释气。

【技术实现步骤摘要】
一种浮力反馈式水力恒压储释能系统及方法
本专利技术涉及压缩气体储能领域，尤其涉及一种浮力反馈式水力恒压储释能系统及方法。
技术介绍
近年来，我国可再生能源发展迅速。2019年全国可再生能源的发电量达2.04万亿千瓦时，占全部发电量的27.9％。其中，风力发电、太阳能发电量累计分别为3577.4亿千瓦时、1172.2亿千瓦时，累计产量增速分别为7.0％、13.3％。然而，可再生能源波动性强、间歇性明显、大规模并网不利于电网稳定、输电通道建设滞后等因素，导致供给不稳定，并网困难，限制了可再生能源的消纳。为此国家明确提出推动储能系统与可再生能源协调运行。现有的抽水储能系统，在地形选址方面，抽水储能系统需要建造水库和水坝，选址困难且建设周期长达7-10年；在投资成本方面，初始投资成本高，需要占用大量土地资源，需考虑移民问题；在环境影响方面，对环境影响较大，会导致一些生态问题。现有的蓄电池储能系统，单位储能成本高，功率等级低，无法大规模布置，工作寿命短，充放电慢，环境污染大，难以工作在环境恶劣的地方。现有的恒容储能系统，储释能时储本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种浮力反馈式水力恒压储释能系统，其特征在于，包括水面浮动平台(6)、多级压气机(1)、电动机-发电机(3)、多级空气透平(4)、三通阀(5)和恒压储气罐(10)，/n所述水面浮动平台(6)靠近水面设置且悬浮设置在水中，且其在水中沿竖直方向上的位置可调，所述水面浮动平台(6)包括水平安装台以及位于水平安装台边侧且高于水平安装台的安装高台，安装高台垂直于水平安装台，且安装高台高度高于恒压储气罐的高度，/n所述多级压气机(1)、所述电动机-发电机(3)和所述多级空气透平(4)位于所述水面浮动平台(6)的上方，所述多级压气机(1)和所述多级空气透平(4)分别与所述电动机-发电机(3)导线连接，且...

【技术特征摘要】
1.一种浮力反馈式水力恒压储释能系统，其特征在于，包括水面浮动平台(6)、多级压气机(1)、电动机-发电机(3)、多级空气透平(4)、三通阀(5)和恒压储气罐(10)，
所述水面浮动平台(6)靠近水面设置且悬浮设置在水中，且其在水中沿竖直方向上的位置可调，所述水面浮动平台(6)包括水平安装台以及位于水平安装台边侧且高于水平安装台的安装高台，安装高台垂直于水平安装台，且安装高台高度高于恒压储气罐的高度，
所述多级压气机(1)、所述电动机-发电机(3)和所述多级空气透平(4)位于所述水面浮动平台(6)的上方，所述多级压气机(1)和所述多级空气透平(4)分别与所述电动机-发电机(3)导线连接，且所述多级压气机(1)的出口、所述多级空气透平(4)的进口分别通过第一输气管道和第二输气管道与三通阀(5)的第一端口和第二端口连接，
所述恒压储气罐(10)位于水面之下且其相对于水面的距离可调，所述恒压储气罐(10)包括进出水口和进出气口，所述进出气口通过第三输气管道(8)与所述三通阀(5)的第三端口连接，
当储气与释气时，所述恒压储气罐(10)内的液面到水面之间的距离恒定。


2.根据权利要求1所述的一种浮力反馈式水力恒压储释能系统，其特征在于，还包括电动机(15)、缆绳(12)、水下固定平台(13)、第一定滑轮(14)和第二定滑轮(20)，所述电动机(15)用于控制所述缆绳(12)的收放，所述电动机(15)和所述第一定滑轮(14)固定设置在所述水面浮动平台(6)上，所述水下固定平台(13)位于所述恒压储气罐(10)的下方，所述第二定滑轮(20)固定设置在所述水下固定平台(13)上，所述缆绳(12)的一端与所述电动机(15)连接，另一端依次缠绕所述第一定滑轮(14)和所述第二定滑轮(20)后与所述恒压储气罐(10)固定连接。


3.根据权利要求2所述的一种浮力反馈式水力恒压储释能系统，其特征在于，还包括竖直导轨(2)，所述竖直导轨(2)的底部与所述水下固定平台(13)固定连接，所述水面浮动平台(6)和所述恒压储气罐(10)分别与所述竖直导轨(7)滑动连接。


4.根据权利要求3所述的一种浮力反馈式水力恒压储释能系统，其特征在于，所述缆绳(12)、所述电动机(15)、所述竖直导轨(7)的数量至少为2个，且关于所述恒压储气罐(10)对称布置。


5.根据权利要求1所述的一种浮力反馈式水力恒压储释能系统，其特征在于，所述恒压储气罐(10)的所述进出水口处设置有进出水电动闸门(11)，所述恒压储气罐(10)的进出气口处设置有进出气电动闸门(9)，所述进出气电动闸门(9)与所述与第三输气管道(8)的一端连接，所述第三输气管道(8)的另一端与所述三通阀(5)的所述第三端口连接。


6.根据权利要求1所述的一种浮力反馈式水力恒压储释能系统，其特征在于，还包括储冷介质保温罐(18)、储热介质保温罐(19)、第一换热管道和第二换热管道，
所述储冷介质保温罐(18)固定在所述水面浮动平台(6)上，所述储冷介质保温罐(18)内用于储存储冷介质，且所述储冷介质保温罐(18)包括储冷出口和储冷进口，所述第一换热管道的一端与所述所述储冷出口连通，另一端依次经过所述多级压气机(1)各级间附近、所述多级空气透平(4)出口附近后，再与所述储冷进口连通，
所述储热介质保温罐(19)固定在所述水面浮动平台(6)上，所述储热介质保温罐(19)内用于储存储热介质，且所述储热介质保温罐(19)包括储热出口和储热进口，所述第二换热管道的一端与所述储热出口连通，另一端依次经过所述多级空气透平(4)各级间附近、多级压气机(1)出口附近后，再与所述储热进口连通。

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新睿，陈乐柯，杨承，杨昌昱，刘知航，许柏城，范坤乐，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44