【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及压缩空气及多级温度调节耦合系统，具体为一种进气温度可调的压缩空气储能系统。
技术介绍
1、储能技术主要包括液流电池、钠离子电池、锂离子电池、压缩空气储能、铅碳电池、储热技术等。其中压缩空气储能(caes)具有效率高、容量大、寿命长、成本相对低廉、对环境友好等优点，被认为是最具有发展前景的大规模储能技术之一。根据美国能源部(doe)对2023—2030年全球caes系统装机预测，2030年caes系统装机预测将达到60gwh左右，约占全球储能装机的40％；caes将快速发展，成为大规模储能技术的主力军之一。
2、在储能过程中，电能驱动压缩机，产生高压空气并存储在储气装置中；在释能过程中，储气装置中的空气膨胀推动透平发电机发电。按照空气在压缩和膨胀过程中的热量管理方式、空气的存储状态，目前压缩空气储能主要有补燃式压缩空气储能、绝热压缩空气储能、等温压缩空气储能、液态压缩空气储能和超临界压缩空气储能等技术路线。
3、混合式换热器依靠冷、热流体直接接触进行传热的，避免了传热间壁及其两侧的污垢热阻，只要流体间接触情况良好，就有良好的换热效果。故凡允许流体相互混合的场合，都可以采用混合式热交换器，混合式前置换热器可用来在空气压缩系统中快速降低高温空气流，对系统局部温度具有良好的控制效果。
4、空气引射器利用一股高速高能空气流引射另一股低速低能空气流，高速空气射流经收缩形喷嘴进入混合室，通过边界的参混作用，引射流将能量传递给被引射流。掺混形成的混合区逐渐扩大而充满整个混合室，再经过一段混合过程
5、为进一步提升空气压缩储能系统效率，保证系统长时期高效、安全运行，需要对上述温度控制模块进行耦合，势必会增加系统的复杂程度，降低系统鲁棒特性；因此需要对整个系统进行优化设计，以达到系统总体性能最佳，这也是当前空气压缩系统研究的重要方向。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种进气温度可调的压缩空气储能系统以解决上述的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案；
3、一种进气温度可调的压缩空气储能系统，所述系统空气压缩系统、空气膨胀发电系统、储气系统、压缩热交换及储热系统、进气温度调节系统和压储协控器；
4、所述空气压缩系统共三级，包括第一电动机和i段压缩机、第二电动机和ii段压缩机以及第三电动机和iii段压缩机，其中，i段压缩机出口a经再循环降温装置连接至ii段压缩机进口h，ii段压缩机出口i连接至iii段压缩机进口p，各段压缩机首尾相连，形成多级串联空气压缩系统；
5、所述空气膨胀发电系统共两级，包括i级膨胀机、ii级膨胀机和第一发电机。其中，加热后的空气自进口z进入i级膨胀机后自出口aa流出，并经再次加热后自进口ah进入ii级膨胀机做功，自排气出口排出；所述第一发电机经储能升压站连接至电网；
6、所述储气系统包括高压储气库，用来储存自进口s流入的经冷却后的高压空气；
7、所述压缩热交换及储热系统由热交换器组、熔盐罐及压力水储热罐构成。
8、进一步的，所述高压储气库由数量为至少一个，类型为密封处理的地下硐室、地下岩穴或储气罐任意一项构成；
9、进一步的，所述热交换器组包括第一热交换器组，第二热交换器组，第三热交换器组和第四热交换器组，并且均为两级设计，低温段压缩热利用低压损的错流式换热器，采用压力水来回收热量；高温段压缩热利用全逆流的发夹式换热器，采用熔盐来回收热量；
10、进一步的，所述进气温度调节系统包括调温器、进气换热器、再循环降温装置和冷却塔；
11、进一步的，所述温调器用来连接并控制进气阀-、第一调节阀、第二调节阀和第三调节阀以实现i段压缩机及其后换热器的进口空气温度调节，且控制进入高压储气库的高压空气的温度。
12、进一步的，所述协调控制系统由压储协控器构成，可根据电网实时能量波动对系统进行快速调节，共同完成电网调峰任务。
13、该专利技术通过将空气压缩储能、膨胀发电、储气、压缩热交换储热、进气温度调节系统和协调控制系统进行耦合控制，不但实现了空气压缩系统的能量存储与释放，还可根据电网实时能量波动对系统进行及时调节，实现了整个电网系统的快速调峰，使得整个电网系统的能量得到了有效利用，具有较高的电能储放效率，并对电网的安全、高效、稳定运行具有重要意义。结合进气温度调节和压储协控等手段进行耦合控制，可产生良好的经济效益、社会效益，具有很好的实际应用前景。
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1.一种进气温度可调的压缩空气储能系统，其特征在于，所述系统空气压缩系统、空气膨胀发电系统、储气系统、压缩热交换及储热系统、进气温度调节系统和压储协控器(40)；
2.根据权利要求1所述的一种进气温度可调的压缩空气储能系统，其特征在于，所述高压储气库(41)由数量为至少一个，类型为密封处理的地下硐室、地下岩穴或储气罐任意一项构成。
3.根据权利要求1所述的一种进气温度可调的压缩空气储能系统，其特征在于，所述热交换器组包括第一热交换器组，第二热交换器组，第三热交换器组和第四热交换器组，并且均为两级设计，低温段压缩热利用低压损的错流式换热器，采用压力水来进行热量回收；高温段压缩热利用全逆流的发夹式换热器，采用熔盐来进行热量回收。
4.根据权利要求1所述的一种进气温度可调的压缩空气储能系统，其特征在于，所述进气温度调节系统包括调温器(39)、进气换热器(1)、再循环降温装置(4)和冷却塔(37)。
5.根据权利要求4所述的一种进气温度可调的压缩空气储能系统，其特征在于，所述温调器用来连接并控制进气阀(4-4)、第一调节阀(34)、第二调节
6.根据权利要求1所述的一种进气温度可调的压缩空气储能系统，其特征在于，所述协调控制系统由压储协控器构成，可根据电网实时能量波动对系统进行快速调节，共同完成电网调峰任务。
...【技术特征摘要】
1.一种进气温度可调的压缩空气储能系统，其特征在于，所述系统空气压缩系统、空气膨胀发电系统、储气系统、压缩热交换及储热系统、进气温度调节系统和压储协控器(40)；
2.根据权利要求1所述的一种进气温度可调的压缩空气储能系统，其特征在于，所述高压储气库(41)由数量为至少一个，类型为密封处理的地下硐室、地下岩穴或储气罐任意一项构成。
3.根据权利要求1所述的一种进气温度可调的压缩空气储能系统，其特征在于，所述热交换器组包括第一热交换器组，第二热交换器组，第三热交换器组和第四热交换器组，并且均为两级设计，低温段压缩热利用低压损的错流式换热器，采用压力水来进行热量回收；高温段压缩热利用全逆流的发夹式换热器，采用熔盐来进行热量回收...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈辉，张俊杰，韩劲松，徐钢，杨燕，荣梓玉，王占芳，
申请(专利权)人：吉能国际能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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