一种具有储气罐回热系统的压缩空气储能系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种具有储气罐回热系统的压缩空气储能系统及其控制方法，包括压缩空气储气罐，还包括蓄冷罐和蓄热罐，所述蓄冷罐出口与温降控制阀进口连接，蓄热罐出口与温升控制阀进口相连，温降控制阀出口与温升控制阀出口交汇，并与压缩空气储气罐的热交换器进口相连，压缩空气储气罐的热交换器出口分为两路，一路与高温出口阀进口相连，高温出口阀出口与蓄热罐入口相连；一路与低温出口阀进口相连，低温出口阀出口与蓄冷罐入口相连。本发明专利技术在压缩空气储能阶段，有效提高了压缩空气储能的储能能力；释能阶段，有效提高了压缩空气储能的做功能力，从而整体上提高了压缩空气储能的电

【技术实现步骤摘要】
一种具有储气罐回热系统的压缩空气储能系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及一种具有储气罐回热系统的压缩空气储能系统及其控制方法，属于压缩空气储能系统


技术介绍

[0002]压缩空气储能目前储能技术中较为先进的一种储能方式，其主要特点是在用电低谷时消耗电力储存能力，用电高峰时通过膨胀机做功带动发电机发电，具有储能规模大、存储周期长、对环境污染小等优点，被认为是最有发展前景的大规模电力储能技术之一。
[0003]压缩空气储能包括储能阶段和释能阶段，在储能阶段，压气机通过压缩环境中的空气，提空气压力，并将高压空气储存在压缩空气储气罐或盐穴中。在压缩空气储气罐或盐穴中的压缩空气，由于压气机出口的压缩空气对其做功，温度越来越高，根据理想气体方程，温度越高，容积、压力一定时，其存储的工质质量会减少，从而降低了系统的储能能力。
[0004]释能阶段，由于压缩空气储气罐或盐穴内的压缩空气对外做功，其温度会逐渐降低，根据理想气体方程，温度越低，容积、压力一定时，其存储的工质质量会越多，从而降低了系统的做功能力。
[0005]为充分利用系统储能、做功能力，提供压缩空气储能电-电转换效率，即需要对压缩空气储气罐或盐穴温度进行调控。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种具有储气罐回热系统的压缩空气储能系统及其控制方法，通过对压缩空气储能储气罐设置热交换器，并利用调节阀的调节特性，实现压缩空气储能阶段和释能阶段压缩空气储气罐温度的调节控制，解决了传统压缩空气储能系统在储能阶段由于压缩空气储气罐温度升高导致的储能能力下降的问题，同时也解决了传统压缩空气储能系统在释能阶段由于压缩空气储气罐温度降低做功能力下降的问题。
[0007]本专利技术采取的技术方案为：一种具有储气罐回热系统的压缩空气储能系统，包括压缩空气储气罐，还包括蓄冷罐和蓄热罐，所述蓄冷罐出口与温降控制阀进口连接，蓄热罐出口与温升控制阀进口相连，温降控制阀出口与温升控制阀出口交汇，并与压缩空气储气罐的热交换器进口相连，压缩空气储气罐的热交换器出口分为两路，一路与高温出口阀进口相连，高温出口阀出口与蓄热罐入口相连；一路与低温出口阀进口相连，低温出口阀出口与蓄冷罐入口相连。
[0008]优选的，上述压缩空气储气罐出气口连接到串接的多个膨胀机，最左边的膨胀机设置有排气口，所述膨胀机之间传动轴连接，最右侧的膨胀机与发电机通过传动轴连接；所述压缩空气储气罐进气口串接有多个压气机，压气机之间传动轴连接，最右侧的压气机与电动机的传动轴连接。
[0009]优选的，上述相邻压气机之间的连接气路上安装有换热器一，换热器一还连接到蓄冷罐和蓄热罐。
[0010]优选的，上述相邻膨胀机之间的连接气路上安装有换热器二，换热器二还连接到蓄冷罐和蓄热罐。
[0011]优选的，上述所述蓄冷罐数量大于等于一个。
[0012]优选的，上述蓄热罐数量大于等于一个。
[0013]优选的，上述压缩空气罐数量大于等于一个。
[0014]优选的，上述温降控制阀为手动、电动、气动或液动操纵控制方式。
[0015]优选的，上述温升控制阀为手动、电动、气动或液动操纵控制方式。
[0016]优选的，上述温降控制阀为调节阀类型，可以在任意开度运行和保持。
[0017]优选的，上述温升控制阀为调节阀类型，可以在任意开度运行和保持。
[0018]优选的，上述热交换器为板式、管式、热管式换热器类型。
[0019]一种具有储气罐回热系统的压缩空气储能系统的控制方法，该方法包括以下步骤：
[0020]储能阶段：
[0021]步骤一、关闭温升控制阀，关闭低温出口阀，打开高温出口阀；
[0022]步骤二、启动压气机，压气机出来的压缩空气经换热器后进入压缩空气储气罐；
[0023]步骤三、当压缩空气储气罐内实际温度大于设定温度时，逐渐开大温降控制阀，当压缩空气储气罐内实际温度小于等于设定温度时，逐渐关小温降控制阀；
[0024]释能阶段：
[0025]步骤一、关闭温降控制阀，关闭高温出口阀，打开高温出口阀低温出口阀；
[0026]步骤二、打开膨胀机进口阀，压缩空气通过换热器从压缩空气储气罐内进入膨胀机；
[0027]步骤三、当压缩空气储气罐内实际温度小于设定温度时，逐渐开大温升控制阀，当压缩空气储气罐内实际温度大于等于设定温度时，逐渐关小温升控制阀。
[0028]本专利技术的有益效果：与现有技术相比，本专利技术通过对压缩空气储能储气罐设置热交换器，并利用调节阀的调节特性，实现压缩空气储能阶段和释能阶段压缩空气储气罐温度的调节控制，在压缩空气储能阶段，通过控制压缩空气储气罐温度不高于设定值，使其温度不随压缩空气储能储气罐储气量的增加而升高，有效提高了压缩空气储能的储能能力；释能阶段，通过控制压缩空气储气罐温度不低于设定值，使其温度不随压缩空气储能储气罐储气量的减少而降低，有效提高了压缩空气储能的做功能力，从而整体上提高了压缩空气储能的电-电转换效率。
附图说明
[0029]图1是本专利技术的系统示意图；
[0030]图2是压缩空气储气罐替换为盐穴的连接结构示意图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图及具体的实施例对本专利技术进行进一步介绍。
[0032]实施例1：如图1所示，一种具有储气罐回热系统的压缩空气储能系统，包括压缩空气储气罐，还包括蓄冷罐、蓄热罐，所述蓄冷罐出口与温降控制阀31进口连接，蓄热罐出口
与温升控制阀34进口相连，温降控制阀31出口与温升控制阀34出口交汇，并与压缩空气储气罐的热交换器30进口相连，压缩空气储气罐的热交换器30出口分为两路，一路与高温出口阀32进口相连，高温出口阀32出口与蓄热罐入口相连；一路与低温出口阀33进口相连，低温出口阀33出口与蓄冷罐入口相连。
[0033]优选的，上述压缩空气储气罐出气口连接到串接的多个膨胀机，最左边的膨胀机设置有排气口，所述膨胀机之间传动轴连接，最右侧的膨胀机与发电机通过传动轴连接；所述压缩空气储气罐进气口串接有多个压气机，压气机之间传动轴连接，最右侧的压气机与电动机的传动轴连接。
[0034]优选的，上述相邻压气机之间的连接气路上安装有换热器一，换热器一还连接到蓄冷罐和蓄热罐。
[0035]优选的，上述相邻膨胀机之间的连接气路上安装有换热器二，换热器二还连接到蓄冷罐和蓄热罐。
[0036]优选的，上述所述蓄冷罐数量大于等于一个。
[0037]优选的，上述蓄热罐数量大于等于一个。
[0038]优选的，上述压缩空气罐数量大于等于一个。
[0039]优选的，上述温降控制阀为手动、电动、气动或液动操纵控制方式。
[0040]优选的，上述温升控制阀为手动、电动、气动或液动操纵控制方式。
[0041]优选的，上述温降控制阀为调节阀类型，可以在任意开度运行和保持。
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有储气罐回热系统的压缩空气储能系统，包括压缩空气储气罐，其特征在于：还包括蓄冷罐和蓄热罐，所述蓄冷罐出口与温降控制阀(31)进口连接，蓄热罐出口与温升控制阀(34)进口相连，温降控制阀(31)出口与温升控制阀(34)出口交汇，并与压缩空气储气罐的热交换器(30)进口相连，压缩空气储气罐的热交换器(30)出口分为两路，一路与高温出口阀(32)进口相连，高温出口阀(32)出口与蓄热罐入口相连；一路与低温出口阀(33)进口相连，低温出口阀(33)出口与蓄冷罐入口相连。2.根据权利要求1所述的一种具有储气罐回热系统的压缩空气储能系统，其特征在于：所述压缩空气储气罐出气口连接到串接的多个膨胀机，最左边的膨胀机设置有排气口，所述膨胀机之间传动轴连接，最右侧的膨胀机与发电机通过传动轴连接；所述压缩空气储气罐进气口串接有多个压气机，压气机之间传动轴连接，最右侧的压气机与电动机的传动轴连接。3.根据权利要求2所述的一种具有储气罐回热系统的压缩空气储能系统，其特征在于：相邻压气机之间的连接气路上安装有换热器一，换热器一还连接到蓄冷罐和蓄热罐。4.根据权利要求2所述的一种具有储气罐回热系统的压缩空气储能系统，其特征在于：相邻膨胀机之间的连接气路上安装有换热器二，换热器二还连接到蓄冷罐和蓄热罐。5.根据权利要求1所述的一种具有储气罐回热系统的压缩空气储能系统，其特征在于：所述蓄冷罐数量大于等于一个。6.根据权利要求1所述的一种具有储气罐回热系统的压缩空气储能系统，其特征在于：所述蓄热罐数量大于等于一个。7.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世海，文贤馗，马新惠，邓彤天，钟晶亮，
申请(专利权)人：贵州创星电力科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：