【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及储能发电。
技术介绍
1、虽然可再生能源在我国快速发展，可再生能源比重不断增加，但是可再生能源有一个严重的缺点，即不可预测性。电力储能技术是解决上述问题的有效方法。
2、压缩空气储能技术是一种大规模的储能技术，具有无污染、储能容量大、工作寿命长等优点，但是传统压缩空气储能系统依赖于化石能源，且没有利用压缩过程产生的压缩热，因此系统效率较低，且存在一定的环境污染。因此充分利用热缩热能、以及外部的太阳能可以有效提高系统效率以及做功能力。
3、公开号为cn206545528u的专利文献提出了一种非节流增湿增焓的压缩空气储能系统及控制方法，其特点是利用闪蒸技术为空气增湿。但是该系统并没有解决透平末级液化问题，对系统安全运行存在一定的影响。
4、因此，如何提供一种有效提高系统效率且安全的发电系统及方法，成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种太阳能辅热湿空气压缩空气储能发电系统及方法，该系统用电低谷时利用电网低谷负荷电能压缩储压缩空气，在用电高峰时释放压缩空气，并且利用回收的压缩热以及太阳能为进入透平前的空气加热增湿，具有系统效率高、做功能力大、环境友好、运行模式灵活、对工程地址条件要求低的特点。
2、基于同一专利技术构思，本专利技术具有两个独立的技术方案：
3、1、一种太阳能辅热湿空气压缩空气储能发电系统，所述系统包括依次连接的储能子系统、太阳能储热子系统以及透平发
4、所述系统还包括水储热子系统，所述水储热子系统包括冷水罐和热水罐，所述冷水罐与热水罐之间通过饱和器以及多个换热器连接形成水循环回路，所述多个换热器包括与所述压气机出口连接的压气换热器、与所述透平发电子系统连接的透平换热器以及与所述饱和器出气口连接的饱和换热器；所述饱和器入气口与所述空气储罐出口连接，所述饱和换热器出口与所述太阳能换热器进气口连接。
5、进一步地，所述太阳能集热器出口与所述太阳能换热器导热油入口连接，所述太阳能换热器导热油出口与所述太阳能集热器入口连接。
6、进一步地，所述热水罐出口分为三条支路，其中两条支路分别与所述饱和换热器以及所述透平换热器的入水口连接，另一条支路与所述饱和器入水口连接，所述饱和换热器出水口、所述透平换热器出水口与所述饱和器出水口汇合后与所述冷水罐入口连接。
7、进一步地，所述压气储能子系统包括第一压气机和第二压气机，所述压气换热器包括第一压气换热器和第二压气换热器，所述第一压气机、第一压气换热器、第二压气机、第二压气换热器依次连接，所述第二压气换热器的出气口与所述空气储罐入口连接。
8、进一步地，所述透平发电子系统包括第一透平、第二透平和发电机，所述第一透平、透平换热器、第二透平以及发电机依次连接，所述第一透平与所述太阳能换热器出气口连接，所述第一透平和第二透平的出气口与大气相连。
9、进一步地，所述电动机与所述第一压气机通过压气传动轴连接。
10、进一步地，所述第二透平与所述发电机通过透平传动轴连接。
11、进一步地，所述压气机的压比为8，排气流量为108kg/s，效率为88%，转速为5094rpm；
12、所述空气储罐的容积为310000m3，表面积为5000m2，最大储气压力为7200kpa，最低放气压力为4200kpa。
13、进一步地，所述饱和器出气口空气温度为422k，所述饱和器出口空气压力为3953kpa。
14、2、一种应用上述系统实现的太阳能辅热湿空气压缩空气储能发电方法，包括：
15、用电负荷低谷时，利用电网电能驱动所述电动机，所述电动机带动所述压气机将空气压缩至高压状态，所述空气经过所述压气换热器换热后储存于所述空气储罐中；
16、用电负荷高峰时，所述空气储罐释放高压空气，所述高压空气经过所述饱和器加热增湿，再依次经过所述饱和换热器和太阳能换热器加热，最终进入所述透平发电子系统做功发电。
17、本专利技术提供的太阳能辅热湿空气压缩空气储能发电系统及方法，至少包括如下有益效果：
18、（1）本专利技术提供的系统在用电低谷时利用电网低谷负荷电能压缩储压缩空气，在用电高峰时释放压缩空气，并且利用回收的压缩热以及太阳能为进入透平前的空气加热增湿，推动透平发电做功，不仅充分吸收系统热缩热，还增加了做功工质的质量流量，又充分利用了太阳能，具有系统效率高、做功能力大、环境友好、运行模式灵活、对工程地址条件要求低的特点；
19、（2）本专利技术提供的系统利用热水罐中的热水作为饱和器的进口高温水，利用饱和器的工作特性为空气加热增湿，增加了做功空气的温度与质量流量，提高了系统循环效率以及做工能力，储能效率高；
20、（3）本专利技术提供的系统利用压缩热以及太阳能资源，无需化石燃料的应用，具有清洁无污染的特性，对环境友好，无污染；
21、（4）本专利技术提供的系统充分利用太阳能为透平进口空气加热，增加了工质的做功能力，系统发电量有所提高，并且，湿空气液化会对叶片造成一定伤害，系统利用太阳能加热湿空气，使其温度升高，避免湿空气中水分液化对机组造成影响。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种太阳能辅热湿空气压缩空气储能发电系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的储能子系统、太阳能储热子系统以及透平发电子系统；所述储能子系统包括依次连接的电动机、压气机和空气储罐；所述太阳能储热子系统包括太阳能集热器和太阳能换热器，所述太阳能集热器和太阳能换热器通过导热油循环回路连接；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述太阳能集热器出口与所述太阳能换热器导热油入口连接，所述太阳能换热器导热油出口与所述太阳能集热器入口连接。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热水罐出口分为三条支路，其中两条支路分别与所述饱和换热器以及所述透平换热器的入水口连接，另一条支路与所述饱和器入水口连接，所述饱和换热器出水口、所述透平换热器出水口与所述饱和器出水口汇合后与所述冷水罐入口连接。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述压气储能子系统包括第一压气机和第二压气机，所述压气换热器包括第一压气换热器和第二压气换热器，所述第一压气机、第一压气换热器、第二压气机、第二压气换热器依次连接，所述第二压气换热器的出气口与所述空气储罐入口连接。<...
【技术特征摘要】
1.一种太阳能辅热湿空气压缩空气储能发电系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的储能子系统、太阳能储热子系统以及透平发电子系统；所述储能子系统包括依次连接的电动机、压气机和空气储罐；所述太阳能储热子系统包括太阳能集热器和太阳能换热器，所述太阳能集热器和太阳能换热器通过导热油循环回路连接；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述太阳能集热器出口与所述太阳能换热器导热油入口连接，所述太阳能换热器导热油出口与所述太阳能集热器入口连接。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热水罐出口分为三条支路，其中两条支路分别与所述饱和换热器以及所述透平换热器的入水口连接，另一条支路与所述饱和器入水口连接，所述饱和换热器出水口、所述透平换热器出水口与所述饱和器出水口汇合后与所述冷水罐入口连接。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述压气储能子系统包括第一压气机和第二压气机，所述压气换热器包括第一压气换热器和第二压气换热器，所述第一压气机、第一压气换热器、第二压气...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘同洋，刘刚，乔玉，付振春，张济凡，薛清元，刘喜峰，王浩，
申请(专利权)人：大唐东北电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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