【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源储能，尤其涉及一种分离式抽水压气储能系统及其运行方法。
技术介绍
1、随着能源转型和可再生能源的快速发展，新型储能技术正在不断涌现，以下是目前正在研究和发展的新型储能技术：纳米电池技术：使用纳米技术设计制造的电池，可以实现更高的能量密度和更长的寿命；电化学储能技术：包括钠离子电池、锌空气电池、锂硫电池等，具有高能量密度和长寿命等优点；超级电容器技术：可以快速充放电，适用于短时储能和高功率输出；热储能技术：将电能转化为热能储存，包括热蓄热器、热泵等技术。但是能够实现大型储能的仅有抽水蓄能和压气储能。
2、抽水蓄能技术是一种利用水力能量进行储能和释放能量的技术，它可以在电力需求高峰时段储存电能，在电力需求低谷时段释放电能，以平衡电力供需，降低电力储备成本。但是，抽水蓄能技术也有以下一些缺点：(1)土地利用：抽水蓄能技术需要占用大面积的土地，这会对环境和周边居民造成影响，例如影响生态系统和景观。(2)成本高：建造抽水蓄能电站需要大量的资金投入，包括建设水库、水坝、发电厂、输电线路等设施。(3)对于选址要求高，必须要有上水库。而压气储能则缺乏低成本、高效的储能压缩空气专用装备以及高效率的汽轮机。
3、而最近提出的抽水压气储能则创造性地将抽水蓄能与压气储能技术融合在一起，保留了两者的优点，同时又克服了两者的缺点。与抽水蓄能相比，抽水压气储能不需要建造上水库以及较长的引水管道，对生态环境影响极小。与压气储能相比，抽水压气储能利用了高效率的水泵水轮机替代汽轮机来进行发电，并且运行过程中气体温度基本保
4、基于抽水压气储能的提出，传统的布置形式为水气共容洞库布置，其优点在于施工工艺简单，但是会存在以下缺点：(1)储能状态下，高压气体一直与水共存一室，高压气体持续溶于水，导致高压气体能量损失。(2)储能时洞室内部长期承受高压水气，对洞室边界产生巨大压力，因此需要布置高厚度钢衬，而这会进一步增加投资成本。(3)传统的抽水压气储能会设置单个大型储气洞，但是由于地形边界限制，大型储气洞布置困难。此外，单个储气洞其出风口单一，容易造成气流过大，从而局部温差巨大，易造成储气洞边界温度应力损坏。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种分离式抽水压气储能系统及其运行方法，储能时将高压气体与水体分离，大大减少了高压气体的能量损失；仅在释放能量时承压，可以适当地缩减钢衬厚度，从而缩减投资成本；在洞库布置上，采用分离式储气库，使储气库的布置更为灵活，也降低了储气洞边界温度应力损坏发生率，同时利用节流阀来调整水气共容洞库内的压力，使水泵水轮机尽可能的处于恒压工况。
2、本专利技术是通过如下技术方案予以实现的。
3、本专利技术提供了一种分离式抽水压气储能系统，包括水气共容洞库、若干组储气单元、上引水管道、水泵水轮机、下引水管道，所述每组储气单元包括储气库、进气管道和节流阀，所述进气管道一端与储气库连接，另一端与水气共容洞库连接，所述进气管道上设有一级节流阀和二级节流阀，所述水气共容洞库与每组储气单元之间连接有回气管道，所述回气管道上设有增压气泵，所述水泵水轮机通过上引水管道与水气共容洞库连接，通过下引水管道与下水库连接，所述上引水管道和下引水管道上设有水阀。
4、进一步地，所述储气单元设有四组，所述进气管道包括总管和支管，所述每组储气单元设有一条支管，所述每两组储气单元共用一条总管，所述总管一端与水气共容洞库连接。
5、进一步地，所述一级节流阀设在总管上，所述二级节流阀设在支管上。
6、进一步地，所述储气单元分别为第一组储气单元、第二组储气单元、第三组储气单元、第四组储气单元，第一组储气单元和第二组储气单元共用一组一级节流阀，第三组储气单元和第四组储气单元共用一组一级节流阀。
7、进一步地，所述水泵水轮机采用变速式水泵水轮机。
8、本专利技术还提供了上述分离式抽水压气储能系统的一种运行方法，包括以下步骤：
9、s1：发电时，水泵水轮机处于水轮发电状态，打开上引水管道和下引水管道、关闭所有回气管道，打开第一组储气单元的所有节流阀，由第一组储气单元供压，发电的水压由水头和气压共同提供；
10、s2：当水位下降至3/5水气共容洞库高度时，打开第二组储气单元的所有节流阀，由第二组储气单元供气，来弥补水头下降产生的水压损失和体积损失；
11、s3：当水位下降至2/5水气共容洞库高度时，打开第三组储气单元的所有节流阀，由第三组储气单元供气；
12、s4：当水位下降至1/5水气共容洞库高度时，打开第四组储气单元的所有节流阀，由第四组储气单元供气，直至水位降至水气共容洞库的洞底高程，发电过程结束；
13、s5：储能时，关闭所有进气管道、上引水管道和下引水管道，打开回气管道，启动增压气泵，向储气库回收水气共容洞库中的高压气体；当储气库充压完毕，水泵水轮机处于水泵状态，关闭所有进气管道和回气管道，打开上引水管道和下引水管道，通过下引水管道和上引水管道将水体从下水库抽至水气共容洞库，直至水位升至4/5水气共容洞库高程。
14、本专利技术的有益效果是：
15、1、本专利技术提出的抽水压气储能系统，储能时将高压气体与水体分离，大大减少了高压气体的能量损失。
16、2、本专利技术提出的抽水压气储能系统，由于水气共容洞库中仅在释放能量时承压，因此可以适当地缩减钢衬厚度，从而缩减投资成本。
17、3、本专利技术提出的抽水压气储能系统，在洞库布置上，采用分离式储气库，使储气库的布置更为灵活，也降低了储气洞边界温度应力损坏发生率。
18、4、本专利技术提出的抽水压气储能系统的运行方法，通过多个分离式储气库的轮回供气，来调整水气洞库内的压力，使水泵水轮机尽可能的处于小幅变压工况，从而提升效率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种分离式抽水压气储能系统，其特征在于：包括水气共容洞库、若干组储气单元、上引水管道、水泵水轮机、下引水管道，所述每组储气单元包括储气库、进气管道和节流阀，所述进气管道一端与储气库连接，另一端与水气共容洞库连接，所述进气管道上设有一级节流阀和二级节流阀，所述水气共容洞库与每组储气单元之间连接有回气管道，所述回气管道上设有增压气泵，所述水泵水轮机通过上引水管道与水气共容洞库连接，通过下引水管道与下水库连接，所述上引水管道和下引水管道上设有水阀。
2.根据权利要求1所述的一种分离式抽水压气储能系统，其特征在于：所述储气单元设有四组，所述进气管道包括总管和支管，所述每组储气单元设有一条支管，所述每两组储气单元共用一条总管，所述总管一端与水气共容洞库连接。
3.根据权利要求2所述的一种分离式抽水压气储能系统，其特征在于：所述一级节流阀设在总管上，所述二级节流阀设在支管上。
4.根据权利要求3所述的一种分离式抽水压气储能系统，其特征在于：所述储气单元分别为第一组储气单元、第二组储气单元、第三组储气单元、第四组储气单元，第一组储气单元和第二组储气单元共
5.根据权利要求1所述的一种分离式抽水压气储能系统，其特征在于：所述水泵水轮机采用变速式水泵水轮机。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述的分离式抽水压气储能系统的运行方法，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种分离式抽水压气储能系统，其特征在于：包括水气共容洞库、若干组储气单元、上引水管道、水泵水轮机、下引水管道，所述每组储气单元包括储气库、进气管道和节流阀，所述进气管道一端与储气库连接，另一端与水气共容洞库连接，所述进气管道上设有一级节流阀和二级节流阀，所述水气共容洞库与每组储气单元之间连接有回气管道，所述回气管道上设有增压气泵，所述水泵水轮机通过上引水管道与水气共容洞库连接，通过下引水管道与下水库连接，所述上引水管道和下引水管道上设有水阀。
2.根据权利要求1所述的一种分离式抽水压气储能系统，其特征在于：所述储气单元设有四组，所述进气管道包括总管和支管，所述每组储气单元设有一条支管，所述每两组储气单元共用一条总管，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：李高会，郑晨一，崔伟杰，王鸿振，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。