压缩空气储能系统及可再生能源系统技术方案

本发明专利技术提供一种压缩空气储能系统及可再生能源系统，其中，压缩空气储能系统，包括：压缩机组、第一换热器组、储气装置和发电装置，压缩机组通过第一换热器组与储气装置相连，储气装置与发电装置相连，压缩机组包括多个额定功率依次增大的压缩机，压缩机彼此并联，多个压缩机的额定功率之和大于等于压缩空气储能系统预设功率。本发明专利技术提供的压缩空气储能系统，在储能时，压缩机组根据可再生能源并网多余电力容量，灵活调节压缩机组的运行，启动相应额定功率的压缩机，压缩空气并储存至储气装置；通过布置多组不同功率压缩机，跟踪调节储能容量适应可再生能源并网波动和冗余情况，并保证压缩机组在最优工况下运行，有效降低清洁电能的损失。的损失。的损失。

【技术实现步骤摘要】
压缩空气储能系统及可再生能源系统


[0001]本专利技术涉及可再生能源电力储能
，尤其涉及一种压缩空气储能系统及可再生能源系统。

技术介绍

[0002]化石能源不断枯竭与环境日益恶化已成为制约全球经济与社会发展的重要瓶颈问题，大规模开发利用可再生能源成为全球能源发展的必然选择。风能、太阳能分布最广泛、最丰富，是可再生能源开发利用的重点，但风能和太阳能具有不稳定性和间歇性，对电网的调度、运行方式、可靠性和运行成本都带来巨大的冲击，进而导致大规模的弃风、弃光现象。
[0003]储能技术可有效解决弃风、弃光问题，实现可再生能源发电的大规模并网，实现常规电力系统削峰填谷，提高常规能源发电与输电效率、安全性和经济性。压缩空气储能技术具有规模大、成本低、寿命长、单位投资小等优点，且不需要大型储气装置，无地理条件限制，被认为是最具发展潜力的大规模储能技术之一。
[0004]传统的压缩空气储能系统储能容量固定，压缩机配套电机只能按照最大运行额定功率选取，单台压缩机运行工况范围有限，不能灵活调节储能功率。当可再生能源多余电量输出小于配置的压缩机运行功率时，压缩机就无法启动，储能系统无法运行，也就不能适应可再生能源间歇性和不稳定性的缺陷。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种压缩空气储能系统及可再生能源系统，用以解决现有技术中传统压缩空气储能系统压缩机功率固定，不能适应可再生能源间歇性和不稳定性的缺陷，实现根据可再生能源发电并网需求跟踪调节压缩机运行，大大提高压缩空气储能系统的实用性，有效降低清洁电能的损失。
[0006]本专利技术提供一种压缩空气储能系统，包括：压缩机组、第一换热器组、储气装置和发电装置，所述压缩机组通过所述第一换热器组与所述储气装置相连，所述储气装置与所述发电装置相连，
[0007]其中，所述压缩机组包括多个额定功率依次增大的压缩机，所述压缩机彼此并联，所述压缩机与所述第一换热器组的第一换热器一一对应，多个所述压缩机的额定功率之和大于等于所述压缩空气储能系统预设功率。
[0008]根据本专利技术提供的压缩空气储能系统，所述压缩机组包括4个压缩机，4个所述压缩机的额定功率范围依次为所述压缩空气储能系统预设功率的5％
‑
10％、15％
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25％、30％
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45％和50％
‑
70％。
[0009]根据本专利技术提供的压缩空气储能系统，所述储气装置包括多个并联设置的储气罐，每个所述储气罐单独控制开关。
[0010]根据本专利技术提供的压缩空气储能系统，所述发电装置包括第二换热器、膨胀机和
发电机，所述第二换热器一端与所述储气装置相连，另一端与所述膨胀机相连，所述膨胀机与所述发电机相连。
[0011]根据本专利技术提供的压缩空气储能系统，还包括储热系统和储冷系统，所述第一换热器包括第一换热侧和第二换热侧，所述第二换热器包括第三换热侧和第四换热侧，
[0012]其中，所述储热系统一端与所述第二换热侧出口相连，另一端与所述第四换热侧入口相连，所述储冷系统一端与所述第二换热侧入口相连，另一端与所述第四换热侧出口相连。
[0013]所述第一换热侧两端分别与所述压缩机和所述储气罐相连，所述第三换热侧两端分别与所述储气罐和所述膨胀机相连。
[0014]根据本专利技术提供的压缩空气储能系统，所述储热系统包括并联的储热罐和热泵，所述储热罐一端与所述第二换热侧的出口相连，另一端与所述热泵相连，所述热泵与所述第四换热侧的入口相连。
[0015]根据本专利技术提供的压缩空气储能系统，所述储冷系统包括串联的储冷罐、冷泵和冷却机构，所述冷泵一端与所述第二换热侧的入口相连，另一端与所述储冷罐相连，
[0016]所述冷却机构一端与所述储冷罐相连，另一端与所述第四换热侧的出口相连。
[0017]根据本专利技术提供的压缩空气储能系统，所述储热系统还包括供热泵，所述供热泵与所述储热罐相连，所述供热泵能够与外部供热系统相连。
[0018]根据本专利技术提供的压缩空气储能系统，所述所述膨胀机为多级膨胀机，所述多级膨胀机对应多个所述第二换热器。
[0019]本专利技术还提供了一种可再生能源系统，包括可再生能源发电装置、变压并网装置和上述的压缩空气储能系统，所述可再生能源发电装置与所述压缩空气储能系统中的所述压缩机组和所述变压并网装置分别相连，所述发电装置与所述变压并网装置相连。
[0020]本专利技术提供的压缩空气储能系统及可再生能源系统，在储能时，压缩机组根据可再生能源并网多余电力容量，灵活调节压缩机组的运行，启动相应额定功率的压缩机，压缩空气并储存至储气装置；在释能时，通过发电装置补充可再生能源电力并网容量不足。通过布置多组不同功率压缩机，跟踪调节储能容量适应可再生能源并网波动和冗余情况，并保证压缩机组在最优工况下运行，大大提高了压缩空气储能在可再生能源工程中的实用性，有效降低清洁电能的损失。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是本专利技术提供的可再生能源系统的连接关系示意图；
[0023]图2是本专利技术提供的压缩空气储能系统的连接关系示意图。
[0024]附图标记：
[0025]100：压缩机组；
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101：压缩机；
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200：第一换热器组；
[0026]201：第一换热器；
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300：储气装置；
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301：储气罐；
[0027]400：发电装置；
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401：第二换热器；
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402：膨胀机；
[0028]403：发电机；
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500：储热系统；
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501：储热罐；
[0029]502：热泵；
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503：供热泵；
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600：储冷系统；
[0030]601：储冷罐；
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602：冷泵；
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603：冷却机构；
[0031]710：变压并网装置。
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701：风力发电；
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702：太阳能发电；
[0032]700：可再生能源发电装置。
具体实施方式
[0033]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压缩空气储能系统，其特征在于，包括：压缩机组、第一换热器组、储气装置和发电装置，所述压缩机组通过所述第一换热器组与所述储气装置相连，所述储气装置与所述发电装置相连，其中，所述压缩机组包括多个额定功率依次增大的压缩机，所述压缩机彼此并联，所述压缩机与所述第一换热器组的第一换热器一一对应，多个所述压缩机的额定功率之和大于等于所述压缩空气储能系统预设功率。2.根据权利要求1所述的压缩空气储能系统，其特征在于，所述压缩机组包括4个压缩机，4个所述压缩机的额定功率范围依次为所述压缩空气储能系统预设功率的5％
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10％、15％
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25％、30％
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45％和50％
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70％。3.根据权利要求1所述的压缩空气储能系统，其特征在于，所述储气装置包括多个并联设置的储气罐，每个所述储气罐单独控制开关。4.根据权利要求3所述的压缩空气储能系统，其特征在于，所述发电装置包括第二换热器、膨胀机和发电机，所述第二换热器一端与所述储气装置相连，另一端与所述膨胀机相连，所述膨胀机与所述发电机相连。5.根据权利要求4所述的压缩空气储能系统，其特征在于，还包括储热系统和储冷系统，所述第一换热器包括第一换热侧和第二换热侧，所述第二换热器包括第三换热侧和第四换热侧，其中，所述储热系统一端与...

【专利技术属性】
技术研发人员：张炳康，任荣杰，武晓宇，李云玉，朱彩飞，
申请(专利权)人：中节能工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：