气液相变二氧化碳储能系统及储能系统控制方法技术方案

本发明专利技术公开了气液相变二氧化碳储能系统及储能系统控制方法，属于储能技术领域。该气液相变二氧化碳储能系统包括储气库、储能组件、储能容器、释能组件和第一稳温组件；储气库、储能组件、储能容器和释能组件依次闭环连接；第一稳温组件设置于储气库和储能组件之间的二氧化碳储能通路上，第一稳温组件被配置为，能够将来自储气库的二氧化碳的温度调控为设定温度，并将具有设定温度的二氧化碳输入至储能组件。利用第一稳温组件将来自储气库的二氧化碳的温度调控为设定温度，然后在输入至储能组件进行压缩，这利于使得储能组件在设计工况下作业，利于提升气液相变二氧化碳储能系统的储能效率、稳定性和安全性。稳定性和安全性。稳定性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
气液相变二氧化碳储能系统及储能系统控制方法


[0001]本专利技术涉及储能
，特别涉及气液相变二氧化碳储能系统及储能系统控制方法。

技术介绍

[0002]二氧化碳具有临界参数低(临界温度为31.1℃，临界压力为7.38MPa)、无毒无污染、物理性质稳定、密度大等优点，使得以压缩二氧化碳为工质的储能系统具有储能能量密度较高的优势。
[0003]相关技术针对气液相变二氧化碳储能系统提供了多种实施方案，多种实施方案均涉及利用压缩机来对来自储气库的气态二氧化碳进行压缩以储能。
[0004]然而，对于目前的气液相变二氧化碳储能系统，基于诸多因素，例如长时间存储条件下，储气库中二氧化碳的温度等容易发生变化，这使得压缩机在非设计工况或变工况下运行，进而导致气液相变二氧化碳储能系统的储能效率下降，并且还容易引发安全隐患。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种气液相变二氧化碳储能系统及储能系统控制方法，能够解决相关技术中压缩机在非设计工况或变工况下运行的技术问题，具体而言，包括以下的技术方案。
[0006]一方面，提供了一种气液相变二氧化碳储能系统，包括：储气库、储能组件、储能容器、释能组件和第一稳温组件；
[0007]所述储气库、所述储能组件、所述储能容器和所述释能组件依次闭环连接；
[0008]所述第一稳温组件设置于所述储气库和所述储能组件之间的二氧化碳储能通路上，所述第一稳温组件被配置为，能够将来自所述储气库的二氧化碳的温度调控为设定温度，并将具有所述设定温度的二氧化碳输入至所述储能组件。
[0009]在一些可能的实现方式中，所述储能组件包括至少一个压缩储能部，每个所述压缩储能部包括沿二氧化碳的流动方向依次连接的压缩机与储能换热器。
[0010]在一些可能的实现方式中，所述储能组件包括至少两个所述压缩储能部，当前所述压缩储能部中的所述储能换热器和与其相邻的下一个所述压缩储能部中的所述压缩机连接，所述气液相变二氧化碳储能系统还包括第二稳温组件；
[0011]所述第二稳温组件连接于当前所述压缩储能部中的所述储能换热器和与其相邻的下一个所述压缩储能部中的所述压缩机之间的二氧化碳储能通路上，当前所述压缩储能部中的所述储能换热器输出的二氧化碳能够流入所述第二稳温组件并输出为具有设定温度的二氧化碳进入下一个所述压缩储能部中的所述压缩机。
[0012]在一些可能的实现方式中，所述第一稳温组件包括预热器，所述预热器位于首个所述压缩储能部的所述压缩机的上游。
[0013]在一些可能的实现方式中，所述第二稳温组件包括：稳温换热器，所述稳温换热器的二氧化碳通道沿着二氧化碳的流动方向形成于第一压缩通路路段，其中，所述第一压缩
通路路段的第一端和第二端分别连接于当前所述压缩储能部中的所述储能换热器和下一个所述压缩储能部中的所述压缩机。
[0014]在一些可能的实现方式中，所述第二稳温组件还包括：制冷剂压缩机、制冷剂冷凝器、制冷剂膨胀阀，所述制冷剂压缩机、所述制冷剂冷凝器、所述制冷剂膨胀阀、所述稳温换热器的制冷剂通道顺次首尾连接以形成制冷剂回路。
[0015]在一些可能的实现方式中，所述第二稳温组件还包括：制冷剂压缩机、制冷剂冷凝器、制冷剂膨胀阀、制冷剂蒸发器；
[0016]所述制冷剂压缩机、所述制冷剂冷凝器、所述制冷剂膨胀阀、所述制冷剂蒸发器的制冷剂通道顺次首尾连接以形成制冷剂回路；
[0017]所述制冷剂蒸发器的水通道和所述稳温换热器的水通道顺次首尾连接以形成冷水回路。
[0018]在一些可能的实现方式中，所述第二稳温组件还包括第一水箱，所述制冷剂蒸发器的水通道、所述第一水箱和所述稳温换热器的水通道顺次首尾连接以形成冷水回路。
[0019]在一些可能的实现方式中，所述储能组件还包括：第二压缩通路路段；
[0020]所述第二压缩通路路段与所述第一压缩通路路段并联布置，所述第一压缩通路路段和所述第二压缩通路路段的第一汇合端连接于当前所述压缩储能部中的所述储能换热器，所述第一压缩通路路段和所述第二压缩通路路段的第二汇合端连接于下一个所述压缩储能部中的所述压缩机。
[0021]在一些可能的实现方式中，所述释能组件包括：沿所述二氧化碳膨胀通路依次设置的二氧化碳蒸发器、至少一个透平部；
[0022]所述透平部包括沿二氧化碳的流动方向依次连接的释能换热器和透平。
[0023]在一些可能的实现方式中，所述气液相变二氧化碳储能系统包括第二稳温组件，所述第二稳温组件包括制冷剂冷凝器和第二水箱，所述制冷剂冷凝器的水通道、所述第二水箱和所述二氧化碳蒸发器的水通道顺次首尾连接以形成热水回路。
[0024]在一些可能的实现方式中，所述气液相变二氧化碳储能系统还包括换热组件，所述换热组件包括：储冷罐、储热罐；
[0025]所述储冷罐的第一端、所述储热罐的第一端通过热存储通路连接；
[0026]所述储热罐的第二端、所述储冷罐的第二端通过热释放通路连接；
[0027]所述压缩储能部中的所述储能换热器连接于所述储冷罐和所述储热罐之间的热存储通路；
[0028]所述透平部中的所述释能换热器连接于所述储热罐和所述储冷罐之间的热释放通路；所述释能换热器具有与所述热释放通路连通的二氧化碳通道和用于升温二氧化碳的热源通道，所述热源通道出来的换热介质给预热器供热。
[0029]另一方面，提供了一种储能系统控制方法，所述储能系统控制方法应用于上述任一所述的气液相变二氧化碳储能系统；
[0030]所述储能系统控制方法包括：
[0031]在用电谷段，利用储能组件对储气库中的气态二氧化碳进行压缩，并冷凝成液态二氧化碳存储于所述储能容器；
[0032]在用电峰段，利用释能组件对储能容器中的液态二氧化碳转化成气态二氧化碳进
行膨胀释能并存储于所述储气库；
[0033]其中，所述气态二氧化碳进行压缩的过程中，利用第一稳温组件对进入所述储能组件的二氧化碳进行温度调控，以使得所述储能组件在设计工况下作业。
[0034]本专利技术实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：
[0035]本专利技术实施例提供的气液相变二氧化碳储能系统，能够通过压缩二氧化碳实现能量存储和释放，其中，在用电谷段进行能量存储，这包括利用储能组件对储气库中的气态二氧化碳进行压缩，形成液态二氧化碳并存储于储能容器。在用电峰段进行能量释放以用于发电，这包括利用释能组件对储能容器中的液态二氧化碳进行膨胀，形成气态二氧化碳并存储于储气库。
[0036]特别地，本专利技术实施例提供的气液相变二氧化碳储能系统，在储气库和储能组件之间的二氧化碳储能通路上设置第一稳温组件，利用第一稳温组件将来自储气库的二氧化碳的温度调控为设定温度，然后在输入至储能组件进行压缩，这利于使得储能组件在设计工况(即，预先设计的压力和温度参数)下作业，利于提升气液相变二氧化碳储能系统的储能效率、稳定性和安全性。
附图说明...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气液相变二氧化碳储能系统，其特征在于，包括：储气库、储能组件、储能容器、释能组件和第一稳温组件；所述储气库、所述储能组件、所述储能容器和所述释能组件依次闭环连接；所述第一稳温组件设置于所述储气库和所述储能组件之间的二氧化碳储能通路上，所述第一稳温组件被配置为，能够将来自所述储气库的二氧化碳的温度调控为设定温度，并将具有所述设定温度的二氧化碳输入至所述储能组件。2.根据权利要求1所述的气液相变二氧化碳储能系统，其特征在于，所述储能组件包括至少一个压缩储能部，每个所述压缩储能部包括沿二氧化碳的流动方向依次连接的压缩机与储能换热器。3.根据权利要求2所述的气液相变二氧化碳储能系统，其特征在于，所述储能组件包括至少两个所述压缩储能部，当前所述压缩储能部中的所述储能换热器和与其相邻的下一个所述压缩储能部中的所述压缩机连接；所述气液相变二氧化碳储能系统还包括第二稳温组件，所述第二稳温组件连接于当前所述压缩储能部中的所述储能换热器和与其相邻的下一个所述压缩储能部中的所述压缩机之间的二氧化碳储能通路上，当前所述压缩储能部中的所述储能换热器输出的二氧化碳能够流入所述第二稳温组件并输出为具有设定温度的二氧化碳进入下一个所述压缩储能部中的所述压缩机。4.根据权利要求2所述的气液相变二氧化碳储能系统，其特征在于，所述第一稳温组件包括预热器，所述预热器位于首个所述压缩储能部的所述压缩机的上游。5.根据权利要求3所述的气液相变二氧化碳储能系统，其特征在于，所述第二稳温组件包括：稳温换热器，所述稳温换热器的二氧化碳通道沿着二氧化碳的流动方向形成于第一压缩通路路段，其中，所述第一压缩通路路段的第一端和第二端分别连接于当前所述压缩储能部中的所述储能换热器和下一个所述压缩储能部中的所述压缩机。6.根据权利要求5所述的气液相变二氧化碳储能系统，其特征在于，所述第二稳温组件还包括：制冷剂压缩机、制冷剂冷凝器、制冷剂膨胀阀，所述制冷剂压缩机、所述制冷剂冷凝器、所述制冷剂膨胀阀、所述稳温换热器的制冷剂通道顺次首尾连接以形成制冷剂回路。7.根据权利要求5所述的气液相变二氧化碳储能系统，其特征在于，所述第二稳温组件还包括：制冷剂压缩机、制冷剂冷凝器、制冷剂膨胀阀、制冷剂蒸发器；所述制冷剂压缩机、所述制冷剂冷凝器、所述制冷剂膨胀阀、所述制冷剂蒸发器的制冷剂通道顺次首尾连接以形成制冷剂回路；所述制冷剂蒸发器的水通道和所述稳温换热器的水通道顺次首尾连接以形成冷水回路。8.根据权利要求7...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢永慧，王秦，王鼎，孙磊，汪晓勇，张荻，杨彪，
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：