一种多能源互补的水-气共存储能系统和储能方法技术方案

本申请提出一种多能源互补的水

【技术实现步骤摘要】
一种多能源互补的水
‑
气共存储能系统和储能方法


[0001]本申请涉及储能
，尤其涉及一种多能源互补的水
‑
气共存储能系统和储能方法。

技术介绍

[0002]大规模储能技术是实现电网调峰、新能源利用的必要支撑技术，而在现有的大规模储能技术中，压缩空气储能技术作为研究热点开展了大量研究。虽然针对压缩空气储能技术已经进行了热力学、经济学和环境学等多方面的研究，但是此类系统存在效率低和发电成本高两个主要因素的限制，并且压缩空气储能释放空气时压力不稳定、利用率偏低，具有大量的能量损耗。此外，在压缩空气的应用模式上也存在局限性，相关技术中多以储能及发电为主，对多能源形式的能量利用方案及分布式功能模式探索存在不足，导致该技术一直难以大规模商业化应用。
[0003]其中相关技术中CN112796981A公开了一种具有高效储热性能的非补燃压缩空气储能系统及方法，它包括压缩系统、储气系统、蓄热系统、稳压系统和透平系统。在压缩空气时，通过蓄热系统将压缩空气过程中产生的热量进行存储，使用压缩空气发电时通过传热介质将空气升温，提升发电效率。尽管上述相关技术中能够较好地利用压缩空气过程中产生的热量，减少了能量损耗并提升了发电效率，但存在热量利用形式单一，单纯使用压缩空气产生热量难以满足蓄热系统供热需求的问题，可行性较低。另有相关技术中CN102619668A公开了一种恒压水
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气共容舱电力储能系统，包括水
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气共容舱、气体压缩机组、水泵机组、储水池以及水轮机，其中利用电网的富余电能气体压缩机和水泵机组工作，水泵机组通过管道从储水池中抽水，气体压缩机组的出口通过阀门及管道连通水
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气共容舱，该水
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气共容舱的出口通过管道及阀门连通水轮机，由水轮机拖动发电机发电输出电能。因此，亟需开发一种多能源互补的水
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气共存储能系统和储能方法，探索多能源储能及分布式供能模式，将储存的能量达到最大化利用并保证储能系统具有稳定性和高效性。

技术实现思路

[0004]本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005]为达到上述目的，本申请提出的一种多能源互补的水
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气共存储能系统，包括
[0006]空气压缩储能单元，其包括空气压缩组件和至少两个储气罐；其中两个所述储气罐均与所述空气压缩组件通过空气储能管路连接，用于存储所述空气压缩组件产生的压缩空气；
[0007]蓄液做功单元，其包括工质液体相互流通的蓄液件和气液共存罐以及水轮发电机和降温组件；其中所述气液共存罐内设置隔热件将其分为容置气体的气室和容置工质液体的液室；其中所述气室与所述储气罐连接；所述液室与所述蓄液件连通，且所述水轮发电机的输入端连接所述液室以使工质液体进入所述水轮发电机中做功发电；所述降温组件包括与所述蓄液件连通的喷淋件，所述喷淋件中通入工质液体喷向所述气室上方。
[0008]在一些实施例中，所述空气压缩储能单元还包括空气释能组件，所述空气释能组件通过空气释能管路与所述储气罐的输出端连通，压缩空气通入所述空气释能组件中膨胀做功发电。
[0009]在一些实施例中，还包括换热单元，其分别与所述空气压缩组件和所述空气释能组件换热连接，用于将所述空气压缩组件产生的压缩热存储并向所述空气释能组件提供热量。
[0010]在一些实施例中，所述换热单元包括存储有换热介质的储油罐和与所述储油罐连接的多级级间换热器；所述储油罐中的换热介质通入所述级间换热器内，并与压缩空气热交换后回流入所述储油罐。
[0011]在一些实施例中，所述换热单元还包括电热水器；所述电热水器与所述储油罐通过油水冷却器换热连接；所述储油罐的输出端和输入端分别连接所述油水冷却器的热侧的输入端和输出端；所述油水冷却器的冷侧的输入端连接所述蓄液件，其冷侧的输出端连接所述电热水器。
[0012]在一些实施例中，所述换热单元还包括第二换热器；所述第二换热器的冷侧的输出端包括第一出口和第二出口；所述第二换热器的热侧的输入端和输出端分别与所述储油罐的输出端和输入端连接；所述第二换热器的冷侧的输入端连接所述储气罐；所述第一出口和所述第二出口分别连接所述气室和所述空气释能管路。
[0013]在一些实施例中，所述降温组件还包括风冷件，其中风冷件设置在所述气室上方，用于对所述气室降温。
[0014]在一些实施例中，所述空气压缩组件还包括喷射装置；其中所述喷射装置通过旁路管道并联在所述空气储能管路上；其中所述级间换热器最终输出的压缩空气分别通过所述空气储能管路和所述喷射装置输入至所述储气罐。
[0015]在一些实施例中，还包括控能单元和新能源电力单元，其中所述新能源电力单元、所述蓄液做功单元和所述空气压缩储能单元均与所述控能单元电连接，实现电能调控。
[0016]在一些实施例中，提出了一种多能源互补的水
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气共存储能系统的储能方法，利用上述任一实施例中所述的储能系统进行发电，包括以下过程：
[0017]储能阶段：空气压缩组件运行产生的压缩空气通入多级级间换热器内与储油罐中的换热介质热交换后，压缩空气通过空气储能管路和喷射装置输入至少两个储气罐内，且至少一个储气罐内充满压缩空气；同时蓄液件中的工质液体输入至液室内；
[0018]释能阶段：包括第一释能工况和第二释能工况；其中在第一释能工况中所述储气罐中输出压缩空气至气室；利用所述气室内的压缩空气压力和所述液室中的工质液体的液位调整所述液室中的压力，并将所述液室中工质液体输出至水轮发电机做功发电，以使所述水轮发电机保持在最优工况；其中所述气室内压力的调节通过启动降温组件和调整所述气室内的压缩空气的容量进行；
[0019]其中第二释能工况中所述储气罐中输出压缩空气至第二换热器与储油罐输出的换热介质换热；换热后的压缩空气通过空气释能管路进入空气释能组件膨胀做功；同时换热后的换热介质回至所述储油罐；所述储油罐中的换热介质进入油水冷却器加热工质液体后，将工质液体通过电热水器进行供暖。
[0020]本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变
得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0021]本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0022]图1是本申请一实施例提出的多能源互补的水
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气共存储能系统的结构示意图；
[0023]图2是本申请一实施例提出的多能源互补的水
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气共存储能系统的结构示意图；
[0024]图3是本申请一实施例提出的多能源互补的水
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气共存储能系统的结构示意图；
[0025]图4是本申请一实施例提出的多能源互补的水
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气共存储能系统的结构示意图；
[0026]图中，1、空气压缩机；2、空气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多能源互补的水
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气共存储能系统，其特征在于，包括空气压缩储能单元，其包括空气压缩组件和至少两个储气罐；两个所述储气罐均与所述空气压缩组件通过空气储能管路连接，用于存储所述空气压缩组件产生的压缩空气；蓄液做功单元，其包括工质液体相互流通的蓄液件和气液共存罐以及水轮发电机和降温组件；其中所述气液共存罐内设置隔热件将其分为容置气体的气室和容置工质液体的液室；其中所述气室与所述储气罐连接；所述液室与所述蓄液件连通，且所述水轮发电机的输入端连接所述液室以使工质液体进入所述水轮发电机中做功发电；所述降温组件包括与所述蓄液件连通的喷淋件，所述喷淋件中通入工质液体喷向所述气室上方。2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述空气压缩储能单元还包括空气释能组件，所述空气释能组件通过空气释能管路与所述储气罐的输出端连通，压缩空气通入所述空气释能组件中膨胀做功发电。3.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于，还包括换热单元，其分别与所述空气压缩组件和所述空气释能组件换热连接，用于将所述空气压缩组件产生的压缩热存储并向所述空气释能组件提供热量。4.根据权利要求3所述的储能系统，其特征在于，所述换热单元包括存储有换热介质的储油罐和与所述储油罐连接的多级级间换热器；所述储油罐中的换热介质通入所述级间换热器内并与压缩空气热交换后回流入所述储油罐。5.根据权利要求4所述的储能系统，其特征在于，所述换热单元还包括电热水器；所述电热水器与所述储油罐通过油水冷却器换热连接；所述储油罐的输出端和输入端分别连接所述油水冷却器的热侧的输入端和输出端；所述油水冷却器的冷侧的输入端连接所述蓄液件，其冷侧的输出端连接所述电热水器。6.根据权利要求5所述的储能系统，其特征在于，所述换热单元还包括第二换热器；所述第二换热器的冷侧的输出端包括第一出口和第二出口；所述第二换热器的热侧的输入端和输出端分别与所述储油罐的输出端和...

【专利技术属性】
技术研发人员：和孙文，张社荣，严磊，王超，王枭华，张耀飞，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：