一种可再生能源发电及空气储能分布式发电系统技术方案

本发明专利技术涉及一种可再生能源发电及空气储能分布式发电系统，用于分布式发电，借助本系统可实现低成本能量转换储能发电

【技术实现步骤摘要】
一种可再生能源发电及空气储能分布式发电系统


[0001]本专利技术属于分布式发电领域，具体涉及一种可再生能源发电及空气储能分布式发电系统
。

技术介绍

[0002]可再生能源发电如光伏
、
风力发电具有波动大的特点，要实现稳定供电需额外采用储能设备，目前常采用储能电池进行储能，如锂电池
、
蓄电池
。
但储能电池的存储环境要求高，在孤岛发电场景下应用，存在寿命短
、
成本高等问题
。
空气储能是一种新型储能技术，具有规模大
、
寿命长
、
建设周期短
、
选址灵活的特点，是消纳弃电及保障用电的新技术路线
。
随着未来技术成熟
、
成本降低，将空气储能与可再生能源结合进行孤岛发电，具有较高的可行性
。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种可再生能源发电及空气储能分布式发电系统，以解决现有技术中波动性大
、
寿命短
、
成本高的问题，实现低成本能量转换储能发电的目的
。
[0004]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0005]一种可再生能源发电及空气储能分布式发电系统，包括光伏发电设备和风力发电设备，所述光伏发电设备和风力发电设备分别与第一
DC/DC
和第二
DC/DC
通过电路相连，将光伏发电设备和风力发电设备获得的直流电流转换为统一电压，后经
DC/AC
转换为交流电；所述
DC/AC
获得的交流电供用电设备使用，富余电力供储能电池充电及空气压缩机进行空气压缩储能
。
[0006]作为上述技术方案的进一步改进：
[0007]所述空气压缩机具有两种工作模式，可在进行风力发电时，通过叶轮承受风力旋转带动空气压缩机的驱动轴件，无需供电进行空气压缩储能；也可通过富余电力启动空气压缩机进行空气压缩储能
。
所述空气压缩机压缩出口与集气管通过管道连接
。
[0008]所述光伏发电设备发电时的热能通过第一换热器加热水箱内的常温水
。
[0009]所述第一换热器与第三换热器通过管路相连
。
[0010]所述储能电池在用电高峰或光伏发电和风力发电不足时进行放电，通过电路与用电设备连接；储能电池外围绕水循环管路，通过第二换热器与循环水箱进行换热，维持储能电池储存环境温度为
α
，延长使用寿命，提高运行性能
。
[0011]所述集气管内储存由大量高压空气，集气管出口与透平膨胀机通过管道相连
。
[0012]所述第三换热器将集气管内压缩空气释放的大量热量，与经过第一换热器初次加热的水进行换热，获得更高温度的水
。
[0013]所述第三换热器与热水箱通过管路相连
。
[0014]所述第二换热器通过管路与循环水箱相连
。
[0015]所述循环水箱热水入口通过管路与第二水泵相连，冷水入口通过管路与第一水泵
相连
。
[0016]所述透平膨胀机在用电高峰或光伏发电和风力发电不足时膨胀集气管内的空气进行发电；透平膨胀机通过电线与用电设备相连
。
[0017]所述第一水泵和第二水泵根据温度计检测结果控制流量
。
[0018]所述温度计测试循环水箱温度
T
，当温度
T
＞
α
时，打开第一水泵；当温度
T
＜
α
时，打开第二水泵；当温度
T
＝
α
时，关闭第一水泵和第二水泵
。
[0019]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0020]1.
本专利技术包括风能发电设备和光伏发电设备，可有效利用可再生能源进行发电；
[0021]2.
本专利技术包括空压机和透平膨胀机，利用风能和光伏产生的电能压缩空气，进行储能，消纳弃电；
[0022]3.
本专利技术包括三级换热器，可实现能量梯级利用，满足热
‑
电
‑
水联供；
[0023]4.
本专利技术包括恒温水循环，实现储能电池恒温储存，提高系统使用寿命；
[0024]5.
本专利技术包括可再生能源发电
、
空气储能
、
储能电池储能，设备间可相互进行储能
/
放电，实现系统能量利用最大化
。
[0025]综上，本专利技术提供了一种可再生能源发电及空气储能分布式发电系统，该系统结合可再生能源和空气储能进行分布式发电，通过可再生能源进行发电，电力富余时采用空气压缩机压缩空气和储能电池充电进行储能，电力紧缺时采用透平膨胀机发电和储能电池放电弥补电力缺口
。
采用三级换热器进行换热，利用系统余热供应热水，提高系统能量利用率
。
同时，采用恒温水循环为储能电池提供恒温储存条件，延长储能电池寿命
。
附图说明
[0026]在附图中：
[0027]图1一种可再生能源发电及空气储能分布式发电系统的示意图
。
[0028]附图中标记及对应的零部件名称：
[0029]1‑
光伏发电设备；2‑
第一
DC/DC
；3‑
风力发电设备；4‑
第二
DC/DC
；5‑
DC/AC
；6‑
储能电池；7‑
用电设备；8‑
空气压缩机；9‑
集气管；
10
‑
第三换热器；
11
‑
透平膨胀机；
12
‑
热水箱；
13
‑
第一换热器；
14
‑
水箱；
15
‑
第一水泵；
16
‑
第二水泵；
17
‑
温度计；
18
‑
循环水箱；
19
‑
第二换热器
具体实施方式
[0030]为使本专利技术的目的
、
技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定
。
在本申请的描述中，需要理解的是，诸如术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位
、
以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种可再生能源发电及空气储能分布式发电系统，其特征在于，包括光伏发电设备
(1)
和风力发电设备
(3)
，所述光伏发电设备
(1)
和风力发电设备
(3)
分别与第一
DC/DC(2)
和第二
DC/DC(4)
通过电路相连，将光伏发电设备
(1)
和风力发电设备
(3)
获得的直流电流转换为统一电压，后经
DC/AC(5)
转换为交流电；所述
DC/AC(5)
获得的交流电供用电设备
(7)
使用，富余电力供储能电池
(6)
充电及空气压缩机
(8)
进行空气压缩储能
。2.
根据权利要求1所述的一种可再生能源发电及空气储能分布式发电系统，其特征在于，所述空气压缩机
(8)
具有两种工作模式；工作模式一：在进行风力发电时，通过叶轮承受风力旋转带动空气压缩机
(8)
的驱动轴件，无需供电进行空气压缩储能；工作模式二：通过富余电力启动空气压缩机
(8)
进行空气压缩储能，所述空气压缩机
(8)
压缩出口与集气管
(9)
通过管道连接
。3.
根据权利要求1所述的一种可再生能源发电及空气储能分布式发电系统，其特征在于，所述光伏发电设备
(1)
发电时的热能通过第一换热器
(13)
加热水箱
(14)
内的常温水，所述第一换热器
(13)
与第三换热器
(10)
通过管路相连
。4.
根据权利要求1所述的一种可再生能源发电及空气储能分布式发电系统，其特征在于，所述储能电池
(6)
在用电高峰或光伏发电设备
(1)
和风力发电设备
(3)
发电不足时进行放电，通过电路与用电设备
(7)
连接；储能电池
(6)
外围绕水循环管路，通过第二换热器
(19)
与循环水箱
(18)
进行换热，以维持储能电池
(6)
储存环境温度为
α
，延长使用寿命，提高运行性能
。5.
根据权利要求1所述的一种可再生能源发电及空气储能分布式...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩传军，胡洋，张杰，叶哲伟，潘盛湖，杜明俊，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：