储能系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种储能系统及其控制方法，储能系统包括释能换热器以及透平，释能换热器通过进气管道与透平相连接，还包括加热流路以及气源流路，其中：加热流路连通释能换热器入口、进气管道出口，包括气动单元及第一阀门，第一阀门位于气动单元和透平之间；气源流路与气动单元相连通，用于生成动力源；在第一阀门打开时，气动单元接收动力源后启机并驱动进气管道内气态二氧化碳回流至释能换热器加热升温；以使得进气管道内的气态二氧化碳升温至透平启机允许温度，进入透平不会导致透平叶片发生冷脆，确保透平的安全、可靠及稳定运行，缩短透平启机时间，确保储能系统的安全可靠、高效稳定、快速响应及使用寿命较长。快速响应及使用寿命较长。快速响应及使用寿命较长。

【技术实现步骤摘要】
储能系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及储能
，特别是涉及一种储能系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]由于清洁能源的间歇性、波动性、错峰发电等特点，储能技术成为清洁能源发展的关键技术之一。
[0003]目前，基于二氧化碳气液相变循环的储能技术通过在用电低谷期利用多余电力或者利用清洁能源将储气库内常温常压的气态二氧化碳压缩冷凝为液态二氧化碳储存在储罐中，并将压缩过程中产生的热能储存起来，在用电高峰期利用存储的热能加热液态二氧化碳至气态，气态二氧化碳驱动透平带动发电机进行发电，而做功后的气态二氧化碳重新回到储气库内循环使用，具有结构简单、布置灵活、储能效率较高等优势逐渐引起了广泛的关注。但是透平运行结束后进气管道内的气态二氧化碳温度随着时间降低，使得透平进气管道内存在低温的气态二氧化碳，此时透平启机气态二氧化碳直接进入透平膨胀后会进一步降温，低温导致透平叶片发生冷脆，危及透平运行安全，甚至影响整个储能系统的可靠性、稳定性以及使用寿命。
[0004]因此，提供一种能够在透平开机前对透平进气管道进行暖管的储能系统及其控制方法是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种储能系统及其控制方法，通过在透平开机前将透平进气管道内残存的气态二氧化碳回流并加热升温，保障透平以及储能系统的运行安全。
[0006]本专利技术提供了一种储能系统，包括释能换热器以及透平，所述释能换热器通过进气管道与所述透平相连接，储能系统还包括加热流路以及气源流路，其中：所述加热流路连通所述释能换热器的入口、所述进气管道，包括气动单元及第一阀门，所述第一阀门位于所述气动单元和所述透平之间；所述气源流路与所述气动单元相连通，用于生成动力源；在所述第一阀门打开时，所述气动单元接收所述动力源后启机并驱动所述进气管道内气态二氧化碳回流至所述释能换热器加热升温。
[0007]上述储能系统工作时，释能开始之前，第一阀门打开并且气源流路生成动力源，动力源从气源流路向加热流路输入，气动单元接收到动力源后启机，气动单元驱动进气管道内气态二氧化碳从进气管道经过气动单元回流到释能换热器，释能换热器对输入的气态二氧化碳进行加热升温，以使得进气管道内的气态二氧化碳升温至透平启机允许温度，此时透平处于允许启机的状态，并且此时气态二氧化碳进入透平不会导致透平叶片发生冷脆，能够确保透平的安全、可靠以及稳定的运行，同时能够缩短透平启机时间，提升响应能力，进而能够确保储能系统的安全可靠、高效稳定、快速响应以及使用寿命较长。
[0008]在其中一个实施例中，所述储能系统还包括储气库，所述气源流路包括供气管道、第二阀门以及气源生成单元，其中：所述供气管道依次连接所述储气库、所述第二阀门、所述气源生成单元以及所述气动单元；所述气源生成单元及所述透平均与所述储气库连通，所述气源生成单元用于将来自所述储气库的气态二氧化碳转化成所述动力源。
[0009]在其中一个实施例中，储能系统还包括轴封流路，所述轴封流路包括轴封管道，所述轴封管道连通所述气源生成单元出口处的供气管道与所述透平，所述轴封管道用于在所述透平启机及工作时导通，所述气源生成单元生成的所述动力源作为所述透平的轴封气源。
[0010]在其中一个实施例中，所述透平为多级透平，所述轴封管道具有多个出口，所述轴封管道的多个出口一一对应连接所述多级透平。
[0011]在其中一个实施例中，所述气动单元为气动风机，所述动力源为压缩气态二氧化碳。
[0012]在其中一个实施例中，储能系统还包括排气流路，所述排气流路包括排气管道及第五阀门，所述排气管道连通所述气动风机的马达室和所述气源生成单元的入口，所述第五阀门与所述第一阀门的开闭状态相同且打开时，所述气动风机、所述排气管道、所述气源生成单元、所述供气管道闭环连接。
[0013]在其中一个实施例中，储能系统还包括储能罐、蒸发器以及第六阀门，所述储能罐、所述蒸发器以及所述释能换热器依次连接，所述第六阀门设置在所述蒸发器的出口和所述释能换热器的入口之间，所述第六阀门和所述透平的主气门在所述透平启机及工作时打开。
[0014]在其中一个实施例中，储能系统还包括监控模块，所述监控模块包括温度采集元件以及控制组件，其中：所述温度采集元件设置于所述透平的主气门的入口处，用于采集所述进气管道的出口处的气态二氧化碳的温度数据；所述控制组件与所述温度采集元件、所述第一阀门以及所述透平通信连接，用于根据获得的温度数据控制所述第一阀门以及所述透平动作。
[0015]另外，本专利技术还提供了一种如上述任一项技术方案所述的储能系统的控制方法，包括以下步骤：步骤S201，透平启机前，第一阀门打开，气源流路生成动力源；步骤S202，气动单元接收动力源后启机，并驱动进气管道内气态二氧化碳回流至释能换热器；步骤S203，释能换热器对输入的气态二氧化碳进行加热升温；步骤S204，在进气管道内的气态二氧化碳达到设定温度后第一阀门关闭，所述设定温度为透平启机允许温度。
[0016]上述储能系统的控制方法中，首先通过步骤S201，释能开始之前透平不启机，第一阀门打开并且气源流路生成动力源，动力源从气源流路向加热流路输入；然后通过步骤S202，气动单元接收到动力源后启机，气动单元驱动进气管道内气态二氧化碳从进气管道
经过气动单元回流到释能换热器；接着通过步骤S203，释能换热器对输入的气态二氧化碳进行加热升温，直至进气管道内的气态二氧化碳升温至透平启机允许温度；最后通过步骤S204，在透平进气管道及其内的二氧化碳温度达到设定温度，而且该设定温度为透平启机允许温度，此时透平处于允许启机的状态，关闭第一阀门，透平开机启机，气态二氧化碳进入透平，由于此时气态二氧化碳的温度较高，气态二氧化碳的进入不会对透平叶片造成影响；上述储能系统的控制方法逻辑简单、易于实现，能够确保储能系统的安全可靠、高效稳定、快速响应以及使用寿命较长。
[0017]在其中一个实施例中，储能系统的控制方法用于控制如上述一技术方案所述的储能系统，该储能系统还包括监控模块，相对应地，储能系统的控制方法中步骤S201具体包括以下步骤：透平启机前，温度采集元件采集并传输进气管道的气态二氧化碳的温度数据；控制组件将所接收的温度数据与透平启机允许温度相对比，在温度数据小于透平启机允许温度时，第一阀门打开，气源流路生成动力源；在温度数据大于透平启机允许温度时，透平启机，第一阀门关闭。
附图说明
[0018]图1为本专利技术一实施例中储能系统的结构示意图；图2为本专利技术一实施例中储能系统的控制方法流程图。
[0019]附图标记：10、储能系统；101、进气管道；100、释能换热器；200、透平；210、主气门；300、加热流路；310、气动单元；320、第一阀门；330、第一管道；400、气源流路；410、供气管道；420、第二阀门；430、气源生成单元；500、储气库；600、轴封流路；610、轴封管道；620、第三阀门；630、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能系统，包括释能换热器以及透平，所述释能换热器通过进气管道与所述透平相连接，其特征在于，还包括加热流路以及气源流路，其中：所述加热流路连通所述释能换热器的入口、所述进气管道，包括气动单元及第一阀门，所述第一阀门位于所述气动单元和所述透平之间；所述气源流路与所述气动单元相连通，用于生成动力源；在所述第一阀门打开时，所述气动单元接收所述动力源后启机并驱动所述进气管道内气态二氧化碳回流至所述释能换热器加热升温。2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，还包括储气库，所述气源流路包括供气管道、第二阀门以及气源生成单元，其中：所述供气管道依次连接所述储气库、所述第二阀门、所述气源生成单元以及所述气动单元；所述气源生成单元及所述透平均与所述储气库连通，所述气源生成单元用于将来自所述储气库的气态二氧化碳转化成所述动力源。3.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于，还包括轴封流路，所述轴封流路包括轴封管道，所述轴封管道连通所述气源生成单元出口处的供气管道与所述透平，所述轴封管道用于在所述透平启机及工作时导通，所述气源生成单元生成的所述动力源作为所述透平的轴封气源。4.根据权利要求3所述的储能系统，其特征在于，所述透平为多级透平，所述轴封管道具有多个出口，所述轴封管道的多个出口一一对应连接所述多级透平。5.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于，所述气动单元为气动风机，所述动力源为压缩气态二氧化碳。6.根据权利要求5所述的储能系统，其特征在于，还包括排气流路，所述排气流路包括排气管道及第五阀门，所述排气管道连通所述气动风机的马达室和所述气源生成单元的入口，所述第五阀门与所述第一阀门的开闭状态相同且打开时，所述气动风机、...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪晓勇，陈强，高莎，惠大好，王林，文帅帅，
申请(专利权)人：百穰新能源科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：