一种可实现储能阶段平滑调节出力的压缩空气储能系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种可实现储能阶段平滑调节出力的压缩空气储能系统，涉及非补燃式压缩空气储能电站技术领域。它包括压缩空气系统、膨胀发电系统和储热系统，压缩空气系统包括压缩装置和换热冷却装置；膨胀发电系统包括膨胀装置和换热加热装置；储热系统包括低温储热介质储罐、高温储热介质储罐、发电设备和储气库；换热冷却装置通过储气库与换热加热装置连接。本实用新型专利技术的压缩装置采用并联运行工况选型配置的方案，可以较大幅度的增加储能阶段压缩装置的出力调节范围，更好的解决新能源接入电网带来的波动性和间歇性问题，实现发电侧或电网侧的平滑出力。或电网侧的平滑出力。或电网侧的平滑出力。

【技术实现步骤摘要】
一种可实现储能阶段平滑调节出力的压缩空气储能系统


[0001]本技术涉及非补燃式压缩空气储能电站
，更具体地说它是一种适用于电源侧和电网侧储能、可实现储能阶段平滑出力的压缩空气储能系统。

技术介绍

[0002]压缩空气储能以其规模大、效率高、成本低、环保灵活等优点脱颖而出，可实现电网调峰、调频、调相、旋转备用、应急响应等储能服务，提高电力系统经济性和可靠性；非补燃式压缩空气储能电站主要包括压缩空气系统、换热系统、储热系统、储气系统、膨胀发电系统。
[0003]风能、光能等可再生能源波动性、间歇性与随机性所形成的不稳定出力电源易导致发电侧的电力输出不均匀和不连续，电网侧也难以平衡电源侧与用户侧的电力供求；如何改善电源侧平滑出力问题是如何发展压缩空气储能行业的问题之一。
[0004]目前，大容量压缩空气储能电站压缩空气系统常采用单列配置或双列等容量并联配置方案，且对于双列并联配置系统，每列压缩机均采用相同容量配置方案；为提高压缩空气储能密度，压缩空气储能电站储存的压缩空气压力一般均较高，而受限于压缩机出口温度限制，压缩系统需多级压缩机串联配置才能提高压缩空气最终压力；单级压缩机调节范围一般较宽，受压缩机特性影响，多级串联压缩机整体调节能力相比单级压缩机大大降低；例如某300MW级压缩空气储能电站压缩空气系统采用双列等容量配置，单列压缩系统采用四段压缩机串联配置方案，单列压缩机负荷调节能力仅为75％
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105％(以单列压缩机出力为基准)，按此计算，储能阶段调节能力范围为37.5％r/>‑
52.5％(单列运行时，以全厂为基准)和75％
‑
105％(双列运行时，以全厂为基准)；因此在储能阶段，压缩空气储能电站调节出力能力受限，且存在调节曲线不平滑、调节过程存在阶跃问题。
[0005]因此，研发一种扩大压缩机出力调节范围，改善电源侧或电网侧平滑出力问题，从而提高电网稳定性和安全性的压缩空气储能系统很有必要。

技术实现思路

[0006]本技术的目的是为了克服上述
技术介绍
的不足之处，而提供一种可实现储能阶段平滑调节出力的压缩空气储能系统。
[0007]为了实现上述目的，本技术的技术方案为：一种可实现储能阶段平滑调节出力的压缩空气储能系统，其特征在于：包括压缩空气系统、膨胀发电系统和储热系统，所述压缩空气系统包括多列并联的压缩装置和与每列压缩装置连接的换热冷却装置；
[0008]所述膨胀发电系统包括多级膨胀装置和与每级膨胀装置连接的换热加热装置；
[0009]所述储热系统包括低温储热介质储罐、高温储热介质储罐、位于膨胀发电系统下游的发电设备和储气库；
[0010]所述换热冷却装置、高温储热介质储罐、低温储热介质储罐和换热加热装置之间形成回路；
[0011]所述换热冷却装置通过储气库与换热加热装置连接。
[0012]在上述技术方案中，所述压缩装置有两列或三列，每列压缩装置均通过管道与换热冷却装置连接。
[0013]在上述技术方案中，每级所述膨胀装置均通过管道与换热加热装置连接。
[0014]在上述技术方案中，所述换热冷却装置、高温储热介质储罐、低温储热介质储罐和换热加热装置之间通过管道形成回路，储热介质在管道中流动。
[0015]在上述技术方案中，当压缩装置为两列时，两列压缩装置的功率配置比例为10：7；当压缩装置为三列时，三列压缩装置的功率配置比例为100：70：49。
[0016]与现有技术相比，本技术具有以下优点：
[0017]1)本技术的压缩装置采用并联运行工况选型配置的方案，可以较大幅度的增加储能阶段压缩装置的出力调节范围，更好的解决新能源接入电网带来的波动性和间歇性问题，实现发电侧或电网侧的平滑出力。
[0018]2)本技术相较常规大容量压缩空气储能系统能够更好的改善发电质量，用于削峰填谷，增加电网侧的调峰深度，提高可再生能源消纳水平。
附图说明
[0019]图1为技术的结构示意图。
[0020]其中，1
‑
压缩空气系统，11
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压缩装置，12
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换热冷却装置，2
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膨胀发电系统，21
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膨胀装置，22
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换热加热装置，3
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储热系统，31
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低温储热介质储罐，32
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高温储热介质储罐，33
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发电设备，34
‑
储气库。
具体实施方式
[0021]下面结合附图详细说明本技术的实施情况，但它们并不构成对本技术的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本技术的优点更加清楚和容易理解。
[0022]参阅附图可知：一种可实现储能阶段平滑调节出力的压缩空气储能系统，其特征在于：包括压缩空气系统1、膨胀发电系统2和储热系统3，所述压缩空气系统1包括多列并联的压缩装置11和与每列压缩装置11连接的换热冷却装置12；多列并联的压缩装置11采用非均等容量的配置方案；
[0023]所述膨胀发电系统2包括多级膨胀装置21和与每级膨胀装置21连接的换热加热装置22；
[0024]所述储热系统3包括低温储热介质储罐31、高温储热介质储罐32、位于膨胀发电系统2下游的发电设备33和储气库34；
[0025]所述换热冷却装置12、高温储热介质储罐32、低温储热介质储罐31和换热加热装置22之间形成回路；
[0026]所述换热冷却装置12通过储气库34与换热加热装置22连接。
[0027]所述压缩装置11有两列或三列，每列压缩装置11均通过管道与换热冷却装置12连接。
[0028]每级所述膨胀装置21均通过管道与换热加热装置22连接。
[0029]所述换热冷却装置12、高温储热介质储罐32、低温储热介质储罐31和换热加热装
置22之间通过管道形成回路，储热介质在管道中流动。
[0030]当压缩装置11为两列时，两列压缩装置11的功率配置比例为10：7；当压缩装置11为三列时，三列压缩装置11的功率配置比例为100：70：49。
[0031]在电网用电低谷期，利用电网多余的电量带动压缩装置11工作，逐级将环境大气压缩成高温高压的压缩空气，在各列压缩装置11出口均利用换热冷却装置12将压缩热进行换热收集，热量通过储热介质送入高温储热介质储罐32存储，压缩空气经过降温并送入储气库34内储存，完成电能到压缩空气压力能的转换；
[0032]在电网用电高峰期，再将储气库34中的高压空气释放出来，同时将高温储热介质储罐32中的高温储热介质引出，在各列压缩装置11入口通过换热加热装置22换热后低温空气被加热成高温高压空气，储热介质进入低温储热介质储罐31中存储，而高温空气进入多级膨胀装置(21)做功，完成压缩空气压力能到电能的转换。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可实现储能阶段平滑调节出力的压缩空气储能系统，其特征在于：包括压缩空气系统(1)、膨胀发电系统(2)和储热系统(3)，所述压缩空气系统(1)包括多列并联的压缩装置(11)和与每列压缩装置(11)连接的换热冷却装置(12)；所述膨胀发电系统(2)包括多级膨胀装置(21)和与每级膨胀装置(21)连接的换热加热装置(22)；所述储热系统(3)包括低温储热介质储罐(31)、高温储热介质储罐(32)、位于膨胀发电系统(2)下游的发电设备(33)和储气库(34)；所述换热冷却装置(12)、高温储热介质储罐(32)、低温储热介质储罐(31)和换热加热装置(22)之间形成回路；所述换热冷却装置(12)通过储气库(34)与换热加热装置(22)连接。2.根据权利要求1所述的一种可实现储能阶段平滑调节出力的压缩空气储能系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，韩亮，林志恒，刘洋，罗博，刘素敏，阮刚，刘璟，董军，刘江，田庆峰，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：