【技术实现步骤摘要】
本技术属于电力系统储能，具体来说涉及一种多级稳压硐穴式绝热压缩空气储能电站系统。
技术介绍
1、随着能源结构由化石能源向可再生能源调整步伐加快，新能源得到迅速发展。但由于风光出力的间歇性、周期性和波动性，导致弃风、弃光现象日益严重。为解决新能源的消纳问题，同时提高电力系统的安全稳定性，大规模储能技术的发展势在必行。压缩空气储能技术具有储能容量大、储能周期长、系统效率高、运行寿命长、比投资小等特点，被认为是最具有广阔发展前景的大规模储能技术之一。
2、绝热压缩空气储能在压缩过程中通过提升压缩机单级压缩比获得较高温度的压缩空气和较高品位的压缩热能，并将压力势能和压缩热能解耦储存。释能时，利用储热装置将压缩热反馈给高压空气，实现空气压力势能和压缩热能的耦合释能，提高系统的整体效率。
3、但目前的绝热压缩空气储能系统在运行过程中，由于储气室压力不断变化，导致压缩机长期处于变背压条件下运行，影响了压气机的运行效率，进而影响到整个压缩空气储能系统的循环效率和运行性能。
技术实现思路
1、本技术要解决的技术问题是：如何提高压气机的运行效率，因此提供一种多级稳压硐穴式绝热压缩空气储能电站系统。
2、为达到上述目的，本技术是通过以下技术方案实现的：
3、一种多级稳压硐穴式绝热压缩空气储能电站系统，包括由低压压气机、中压压气机和高压压气机构成的压缩装置，其中，低压压气机连接膨胀机低压透平部分，中压压气机连接膨胀机中压透平部分，高压压气机连接膨胀机高压透平
4、所述低压储气室的预设压力等于低压压气机的额定排气压力，同时也等于中压压气机的额定进气压力；所述中压储气室的预设压力等于中压压气机的额定排气压力，同时也等于高压压气机的额定进气压力；所述高压储气室的预设压力等于高压压气机的额定排气压力。
5、低压储气室与中压储气室之间的连通管路上设置有中压压气机旁路阀门，在中压储气室和高压储气室之间的连通管路上设置有高压压气机旁路阀门。
6、低压压气机的进气侧设置有低压压气机进气阀门，其出口侧通过设置的低压压气机出口阀门、膨胀机低压透平进气阀门连接膨胀机低压透平部分；中压压气机的进气侧通过中压压气机进气阀门连接低压储气室，中压压气机的出口侧通过设置有的中压压气机出口阀门、膨胀机中压透平进气阀门连接膨胀机中压透平部分，膨胀机中压透平部分的出口侧设置膨胀机中压透平出口阀门；高压压气机的进气侧通过高压压气机进气阀门连接中压储气室，高压压气机的出口侧通过设置的高压压气机出口阀门、膨胀机高压透平进气阀门连接膨胀机高压透平部分，膨胀机高压透平部分的出口侧连接膨胀机高压透平出口阀门。
7、第三充放热一体式油气换热器通过低压空气经换热器后出口阀门连接低压储气室；第二充放热一体式油气换热器通过中压空气经换热器后出口阀门连接中压储气室。
8、还包括高位常压高温储油罐、低位常压低温储油室和油水冷却器，其中，第一充放热一体式油气换热器、第二充放热一体式油气换热器和第三充放热一体式油气换热器均与高位常压高温储油罐和油水冷却器相连接，油水冷却器与低位常压低温储油室相连接。
9、第一充放热一体式油气换热器通过第一油气换热器热油侧阀门连接高位常压高温储油罐，第一充放热一体式油气换热器通过第一油气换热器冷油侧阀门连接油水冷却器；第二充放热一体式油气换热器通过第二油气换热器热油侧阀门连接高位常压高温储油罐，第二充放热一体式油气换热器通过第二油气换热器冷油侧阀门连接油水冷却器；第三充放热一体式油气换热器通过第三油气换热器热油侧阀门连接高位常压高温储油罐，第三充放热一体式油气换热器通过第三油气换热器冷油侧阀门连接油水冷却器。
10、高位常压高温储油罐进口侧设置有高温储油罐进口阀门，高温储油罐进口阀门设置在热油母管上；其出口侧依次设置有热油泵进口阀门、热油泵、热油泵出口逆止阀和热油泵出口关断阀；低位常压低温储油室的进口侧设置有低温储油室进口阀门，其出口侧依次设置有冷油泵进口阀门、冷油泵、冷油泵出口逆止阀和冷油泵出口关断阀。
11、油水冷却器的两端设置油水冷却器旁路阀门。
12、三个充放热一体式油气换热器分别连接热油母管和冷油母管，在热油母管和冷油母管之间设置冷热油连通阀门。
13、与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术提供了一种多级稳压硐穴式绝热压缩空气储能电站系统，系统设置高中低压三个硐穴式储气室。一是充分利用良好的岩石条件，分段设置较大的容器空间，降低投资的同时，减小了压气机的进气参数和背压变化的范围，部分实现了压缩过程的稳压运行，提高了储能压缩过程的效率，进而提高了绝热压缩空气储能电站整个过程中的电-电转换效率，效率提高至少5%；二是采用充放热一体式油气换热器，进一步节省一次投资；三是采用低压比压缩机，有效控制压缩过程中机械能转化为热能的比例，提高设备本体能量转换效率，且将压缩空气加压后温度控制至250℃左右，提高回收热品质，减少能源转换过程中的高品位能源损失，提高电-电转换效率。
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1.一种多级稳压硐穴式绝热压缩空气储能电站系统，其特征在于：包括由低压压气机（6）、中压压气机（7）和高压压气机（8）构成的压缩装置，其中，低压压气机（6）连接膨胀机低压透平部分（11），中压压气机（7）连接膨胀机中压透平部分（10），高压压气机（8）连接膨胀机高压透平部分（9）；且在膨胀机高压透平部分（9）的进气侧前端设置第一充放热一体式油气换热器（12），在膨胀机高压透平部分（9）与膨胀机中压透平部分（10）之间设置第二充放热一体式油气换热器（13），在膨胀机中压透平部分（10）与膨胀机低压透平部分（11）之间设置第三充放热一体式油气换热器（14）；还包括储气装置，储气装置包括高压储气室（3）、中压储气室（2）和低压储气室（1），其中，高压储气室（3）的出口通过高压储气室进出口阀门（28）连接第一充放热一体式油气换热器（12）；中压压气机（7）的进气端连接低压储气室（1），高压压气机（8）的进气端连接中压储气室（2）。
2.根据权利要求1所述的一种多级稳压硐穴式绝热压缩空气储能电站系统，其特征在于：所述低压储气室（1）的预设压力等于低压压气机（6）的额定排气压力，
3.根据权利要求1所述的一种多级稳压硐穴式绝热压缩空气储能电站系统，其特征在于：低压储气室（1）与中压储气室（2）之间的连通管路上设置有中压压气机旁路阀门（21），在中压储气室（2）和高压储气室（3）之间的连通管路上设置有高压压气机旁路阀门（22）。
4.根据权利要求1所述的一种多级稳压硐穴式绝热压缩空气储能电站系统，其特征在于：低压压气机（6）的进气侧设置有低压压气机进气阀门（18），其出口侧通过设置的低压压气机出口阀门（19）、膨胀机低压透平进气阀门（33）连接膨胀机低压透平部分（11）；中压压气机（7）的进气侧通过中压压气机进气阀门（23）连接低压储气室（1），中压压气机（7）的出口侧通过设置有的中压压气机出口阀门（24）、膨胀机中压透平进气阀门（31）连接膨胀机中压透平部分（10），膨胀机中压透平部分（10）的出口侧设置膨胀机中压透平出口阀门（32）；高压压气机（8）的进气侧通过高压压气机进气阀门（26）连接中压储气室（2），高压压气机（8）的出口侧通过设置的高压压气机出口阀门（27）、膨胀机高压透平进气阀门（29）连接膨胀机高压透平部分（9），膨胀机高压透平部分（9）的出口侧连接膨胀机高压透平出口阀门（30）。
5.根据权利要求1所述的一种多级稳压硐穴式绝热压缩空气储能电站系统，其特征在于：第三充放热一体式油气换热器（14）通过低压空气经换热器后出口阀门（20）连接低压储气室（1）；第二充放热一体式油气换热器（13）通过中压空气经换热器后出口阀门（25）连接中压储气室（2）。
6.根据权利要求1所述的一种多级稳压硐穴式绝热压缩空气储能电站系统，其特征在于：还包括高位常压高温储油罐（5）、低位常压低温储油室（4）和油水冷却器（15），其中，第一充放热一体式油气换热器（12）、第二充放热一体式油气换热器（13）和第三充放热一体式油气换热器（14）均与高位常压高温储油罐（5）和油水冷却器（15）相连接，油水冷却器（15）与低位常压低温储油室（4）相连接。
7.根据权利要求6所述的一种多级稳压硐穴式绝热压缩空气储能电站系统，其特征在于：第一充放热一体式油气换热器（12）通过第一油气换热器热油侧阀门（43）连接高位常压高温储油罐（5），第一充放热一体式油气换热器（12）通过第一油气换热器冷油侧阀门（40）连接油水冷却器（15）；第二充放热一体式油气换热器（13）通过第二油气换热器热油侧阀门（42）连接高位常压高温储油罐（5），第二充放热一体式油气换热器（13）通过第二油气换热器冷油侧阀门（39）连接油水冷却器（15）；第三充放热一体式油气换热器（14）通过第三油气换热器热油侧阀门（41）连接高位常压高温储油罐（5），第三充放热一体式油气换热器（14）通过第三油气换热器冷油侧阀门（38）连接油水冷却器（15）。
8.根据权利要求6所述的一种多级稳压硐穴式绝热压缩空气储能电站系统，其特征在于：高位常压高温储油罐（5）进口侧设置有高温储油罐进口阀门（44），高温储油罐进口阀门（44）设置在热油母管上；其出口侧依次设置有热油泵进口阀门（45）、热油泵（17）、热油泵出口逆止阀（46）和热油泵出口关断阀（47）；低位常压低温储油室（4）的进口侧设置有低温储油室进口阀门（4...
【技术特征摘要】
1.一种多级稳压硐穴式绝热压缩空气储能电站系统，其特征在于：包括由低压压气机（6）、中压压气机（7）和高压压气机（8）构成的压缩装置，其中，低压压气机（6）连接膨胀机低压透平部分（11），中压压气机（7）连接膨胀机中压透平部分（10），高压压气机（8）连接膨胀机高压透平部分（9）；且在膨胀机高压透平部分（9）的进气侧前端设置第一充放热一体式油气换热器（12），在膨胀机高压透平部分（9）与膨胀机中压透平部分（10）之间设置第二充放热一体式油气换热器（13），在膨胀机中压透平部分（10）与膨胀机低压透平部分（11）之间设置第三充放热一体式油气换热器（14）；还包括储气装置，储气装置包括高压储气室（3）、中压储气室（2）和低压储气室（1），其中，高压储气室（3）的出口通过高压储气室进出口阀门（28）连接第一充放热一体式油气换热器（12）；中压压气机（7）的进气端连接低压储气室（1），高压压气机（8）的进气端连接中压储气室（2）。
2.根据权利要求1所述的一种多级稳压硐穴式绝热压缩空气储能电站系统，其特征在于：所述低压储气室（1）的预设压力等于低压压气机（6）的额定排气压力，同时也等于中压压气机（7）的额定进气压力；所述中压储气室（2）的预设压力等于中压压气机（7）的额定排气压力，同时也等于高压压气机（8）的额定进气压力；所述高压储气室（3）的预设压力等于高压压气机（8）的额定排气压力。
3.根据权利要求1所述的一种多级稳压硐穴式绝热压缩空气储能电站系统，其特征在于：低压储气室（1）与中压储气室（2）之间的连通管路上设置有中压压气机旁路阀门（21），在中压储气室（2）和高压储气室（3）之间的连通管路上设置有高压压气机旁路阀门（22）。
4.根据权利要求1所述的一种多级稳压硐穴式绝热压缩空气储能电站系统，其特征在于：低压压气机（6）的进气侧设置有低压压气机进气阀门（18），其出口侧通过设置的低压压气机出口阀门（19）、膨胀机低压透平进气阀门（33）连接膨胀机低压透平部分（11）；中压压气机（7）的进气侧通过中压压气机进气阀门（23）连接低压储气室（1），中压压气机（7）的出口侧通过设置有的中压压气机出口阀门（24）、膨胀机中压透平进气阀门（31）连接膨胀机中压透平部分（10），膨胀机中压透平部分（10）的出口侧设置膨胀机中压透平出口阀门（32）；高压压气机（8）的进气侧通过高压压气机进气阀门（26）连接中压储气室（2），高压压气机（8）的出口侧通过设置的高压压气机出口阀门（27）、膨胀机高压透平进气阀门（29）连接膨胀机高压透平部分（9），膨胀机高压透平部分（9）的出...
【专利技术属性】
技术研发人员：李想，程祖田，孔志增，段晓磊，李孟阳，胡远庆，蔡行行，朱震宇，周信华，王亚，
申请(专利权)人：中国电建集团河南省电力勘测设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：
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