一种兼具风电平抑与热电解耦的压缩空气储能系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种兼具风电平抑与热电解耦的压缩空气储能系统及方法，在压缩空气储能系统中引入两级电蓄热模块，与热电联供机组耦合，可同时实现风电平抑、清洁供暖与热电解耦功能。本发明专利技术技术对于提升风电并网容量等级、助力“双碳”目标实现等方面具有重要的科学意义和价值。义和价值。义和价值。

【技术实现步骤摘要】
一种兼具风电平抑与热电解耦的压缩空气储能系统及方法


[0001]本专利技术属于能源利用领域，特别涉及一种兼具风电平抑与热电解耦的压缩空气储能系统及方法。

技术介绍

[0002]风力发电由于技术成熟且风能资源丰富，已经成为世界范围内增长最快的可再生能源利用方式。然而，风能资源受制于气象条件，呈现出间歇性、波动性及反调峰等特点，其并网将加剧电力系统中能量流的不确定性与无秩序性；加之风电装机远离主要负荷中心，导致了风电电力生产与负荷中心在空间分布上存在差异，本地消纳能力有限，使得“弃风、限电”现象普遍存在。特别是在供暖季，燃煤热电联供机组因供热任务而无法提供深度调峰能力，使得该现象尤为突出，造成了数量可观的清洁可再生能源浪费。因此，寻求风电平抑协助其消纳的支撑技术刻不容缓。
[0003]现阶段主要可通过两种方式去提升风电的并网容量，其一是配置规模化储能装置与风电耦合，来平抑风电功率波动以实现能量的高效时空管理；另一是提升现有燃煤火电机组，特别是热电联供机组的运行灵活性与深度调峰能力。
[0004]在现阶段诸多形式的储能技术中，常用的电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种兼具风电平抑与热电解耦的压缩空气储能系统，其特征在于，包括压缩空气储能模块、电蓄热模块以及电源/热源与智能调度模块；所述压缩空气储能模块包括电机(A2)，所述电机(A2)的两侧分别连接有储能模块和释能模块，所述释能模块的末端连接有供热换热器(11)，当储能模块运行时，电机(A2)运行于电动机模式，当释能模块运行时，电机(A2)运行于发电机模式；所述电蓄热模块包括冷态储液罐(B1)，所述冷态储液罐(B1)的出口和入口之间连接有低温循环回路和高温循环回路，所述低温循环回路上设置有低温电加热器(B2)，所述高温循环回路上设置有高温电加热器(B4)，所述储能模块与高温循环回路的首端通过中冷器(2)换热，所述释能模块与高温循环回路的尾端通过再热器(9)换热；所述电源/热源与智能调度模块包括常规机组(C1)、风力机组(C2)和热电联供机组(C3)，所述常规机组(C1)、风力机组(C2)和热电联供机组(C3)通过智能调度控制系统(C5)为用户、低温电加热器(B2)、高温电加热器(B5)及电机(A2)供电，所述热电联供机组(C3)的抽汽出口连接至主换热站(C4)，抽汽经在主换热站(C4)内放热后经连接至热电联供机组(C3)的抽汽进口返回热电联供机组(C3)，用户的供热回水管道连接至主换热站(C4)，经在主换热站(C4)内吸热后通过供热给水管道将供热给水输送至用户；所述供热给水管道与供热换热器(11)的出口端连通，所述供热回水管道与供热换热器(11)的入口端连通，所述供热给水管道与供热换热器(11)的出口端之间管路以及供热回水管道与供热换热器(11)的入口端之间管路均连通至低温循环回路的副换热站(B6)。2.根据权利要求1所述的一种兼具风电平抑与热电解耦的压缩空气储能系统，其特征在于，所述储能模块包括低压压气机(1)和高压压气机(3)，所述低压压气机(1)和高压压气机(3)同轴设置，所述低压压气机(1)的出气口和高压压气机(3)的进气口之间管路与中冷器(2)连接，所述高压压气机(3)与电机(A2)通过第一离合器(A1)连接，所述高压压气机(3)的出气口通过固体蓄热器(4)连接至储气容积(6)，所述固体蓄热器(4)与储气容积(6)之间设置有第一阀门(5)。3.根据权利要求2所述的一种兼具风电平抑与热电解耦的压缩空气储能系统，其特征在于，所述释能模块包括高压透平(8)和低压透平(10)，所述高压透平(8)和低压透平(10)同轴设置，所述高压透平(8)与电机(A2)通过第二离合器(A3)连接，所述储气容积(6)的出口端通过固体蓄热器(4)连接至高压透平(8)的进气口，所述储气容积(6)和固体蓄热器(4)之间设置有第二阀门(7)，所述高压透平(8)的出气口和低压透平(10)的进气口之间管路与再热器(9)连接，所述低压透平(10)的出口端连接至供热换热器(11)。4.根据权利要求1所述的一种兼具风电平抑与热电解耦的压缩空气储能系统，其特征在于，所述低温循环回路包括连接在冷态储液罐(B1)出口端的低温电加热器(B2)，所述低温电加热器(B2)的出口端连接有两条支路，第一支路连接至副换热站(B6)，第二支路通过低温储液罐(B3)连接至第一支路，所述副换热站(B6)的出口端连接至冷态储液罐(B1)的入口端。5.根据权利要求4所述的一种兼具风电平抑与热电解耦的压缩空气储能系统，其特征在于，所述高温循环回路包括连接在冷态储液罐(B1)出口端的高温电加热器(B4)，所述冷态储液罐(B1)出口端与高温电加热器(B4)的入口端之间管路与中冷器(2)连接，所述高温电加热器(B4)的出口端通过高温储液罐(B5)连接至冷态储液罐(B1)的入口端，所述高温储
液罐(B5)的出口与冷态储液罐(B1)的入口端之间管路与再热器(9)连接。6.根据权利要求5所述的一种兼具风电平抑与热电解耦的压缩空气储能系统，其特征在于，所述冷态储液罐(B1)的出口端设置有第一三通阀(B7)，所述第一三通阀(B7)的第一口与冷态储液罐(B1)出口端连接，第二口与低温电加热器(B2)的入口端连接，第三口与中冷器(2)的入口端连接；所述冷态储液罐(B1)的入口端设置有第二三通阀(B8)，所述第二三通阀(B8)的第一口与冷态储液罐(B1)的入口端连接，第二口与副换热站(B6)的出口端连接，第三口与再热器(9)的出口端连接。7.根据权利要求6所述的一种兼具风电平抑与热电解耦的压缩空气储能系统，其特征在于，所述低温电加热器(B2)的出口端设置有第三三通阀(B9)，所述第三三通阀(B9)的第一口与低温电加热器(B2)的出口端连接，第二口与副换热站(B6)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵攀，苟非非，许文盼，刘艾杰，吴汶泽，王江峰，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：