【技术实现步骤摘要】
一种抽水压缩气体储能系统及其对常规水电站的改造方法
[0001]本专利技术涉及新型电力系统的储能领域，尤其涉及一种抽水压缩气体储能系统及其对常规水电站的改造方法
。
技术介绍
[0002]电力系统中太阳能
、
风能等可再生能源在整个电力系统中的占比越来越高，但是太阳能
、
风能这些能源由于受自然条件的制约可控性低，需要在电力系统中配置大量的储能容量以满足电力系统的可靠性要求
。
常见的储能形式有抽水蓄能
、
压缩气体储能
、
电化学储能等
。
抽水蓄能有容量大
、
储放效率高的优点，但是抽水蓄能电站对选址要求高，建设周期长，且大部分远离负荷中心，限制了其的应用
。
压缩气体储能由于在压缩过程及膨胀过程中伴随着大量的热交换，导致其效率比较低，需要通过补燃等措施进行改善，且大容量的储气空间也使电站的选址受限
。
电化学储能具有储放效率高
、
响应迅速的优点，但是其安全性较低，寿命较短，且储能电池的后处理会有环境污染的风险
。
[0003]在将水送入压力容器的过程中，水量的增加使空气被压缩，导致压力容器内部的压力会随水的增加而有较大变化，单台水泵很难适应较大的压力变化范围，即使采用变频调速的方法提高效率，但设备的使用率低
。
同时随着压力增加，使得压力容器要承受较大的应力，增加了安全运行的风险，并提高了整个储能系统的运行成本<...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种抽水压缩气体储能系统，其特征在于，包括抽水子系统
、
压力容器子系统
、
水轮机
、
电机子系统和储水池；其中，抽水子系统包括多个串并联切换阀门和同轴安装的多个水泵单元，水泵单元由电机子系统驱动，相邻水泵单元之间通过串并联切换阀门连接，并通过串并联切换阀门实现各个水泵单元之间的串联
、
并联或串并混联；压力容器子系统包括多个嵌套
、
堆叠及嵌套堆叠复合的压力容器单元；压力容器子系统的各压力容器单元通过各自连接的进出水管道汇合到总管道，抽水储能时由总管道连接抽水子系统的泵水管道，发电时由总管道经发电管道连接水轮机；电机子系统包括离合器
、
发电电动机及其驱动控制器，抽水储能时发电电动机工作于电动机状态，由驱动控制器控制电动机变速运行，释能发电时发电电动机工作于发电机状态，与驱动控制器构成变速恒频发电系统；抽水压缩气体储能系统运行时包括抽水压缩气体储能及气体膨胀释能发电两个过程，储能时电机子系统的发电电动机驱动抽水子系统，将水从储水池经过抽水子系统
、
总管道泵入压力容器子系统，压力容器子系统内的气体被压缩，体积减少压力增加，完成储能过程；释能时压力容器子系统内的水被压力容器子系统内的高压气体驱动，经过总管道
、
发电管道进入水轮机，水轮机驱动电机子系统的发电电动机发电，水从水轮机流出后进入储水池，压力容器子系统内的气体膨胀对外做功，完成释能过程
。2.
根据权利要求1所述的一种抽水压缩气体储能系统，其特征在于，所述抽水子系统中的串并联切换阀门包括阀门基体
、
设置于阀门基体上的串联进水口
、
串联出水口
、
并联进水口
、
并联出水口以及用于切换串并联通道的转动体，转动体中设有串联通道
、
并联进水通道
、
并联出水通道以及驱动机构；转动体中的驱动机构控制转动体转动，进而切换串联通道
、
并联进水通道或并联出水通道连接水泵单元；串并联切换阀门两端连接的水泵单元串联时串联进水口
、
串联通道以及串联出水口构成串联通路，同时并联进水口和并联出水口被封闭；串并联切换阀门两端连接的水泵单元并联时串联进水口
、
并联出水通道和并联出水口构成通路，并联进水口
、
并联进水通道
、
串联出水口构成通路，同时串联通道封闭
。3.
根据权利要求1所述的一种抽水压缩气体储能系统，其特征在于，抽水子系统中的多个水泵单元同轴排列，两个水泵单元之间通过一个串并联切换阀门连接；第一个水泵单元的入水口与储水池连接，第一个水泵单元的出水口连接第一个串并联切换阀门的串联进水口，第一个串并联切换阀门的串联出水口连接下一个水泵单元的进水口，第一个串并联切换阀门的并联进水口与储水池连接，第一个串并联切换阀门的并联出水口接入到泵水管道，以此类推，最后一个水泵单元的出水口接入到泵水管道；泵水管道汇总所有串并联切换阀门的并联出水口及最后一个水泵单元的出水口后汇入总管道，总管道的压力容器...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢宝忠，
申请(专利权)人：广州华南鑫沨能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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