【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及压缩空气储能，具体涉及多级压缩空气储能系统及发电站。
技术介绍
1、压缩空气储能是一种可大规模应用的物理储能技术，是指在电网负荷低谷期将电能用于压缩机压缩空气，在电网负荷高峰期释放压缩空气推动膨胀机做功发电的储能方式。对于大规模集中发电站的高比例接入和消纳具有积极的促进作用。
2、由于不同工作场景下，电网负荷低谷期输入的电源负荷不同，能够供给压缩机压缩空气的功率也不同，导致压缩空气储能系统，无法在不同输入电源的工作场景下使用。目前，部分压缩空气储能系统采用分级压缩方式，相应地设置了高、低压储气室。根据输入电源的负荷强弱，选择使用不同组合的压缩机，例如低压机组单独运行、高压机组单独运行或全部机组运行等，适应不同强度负荷的输入电源，以提高压缩空气储能系统的使用场景范围。
3、这种结构的缺陷在于：在风电、光伏等可再生能源发电站的应用场景下，受风力不均匀或光线不均匀等因素影响，其输入电源的负荷具有较大的波动性，现有的压缩空气储能系统切换不同组合的压缩机的速度较慢，导致其使用效果较差。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种多级压缩空气储能系统及发电站，以解决现有的压缩空气储能系统不能快速切换压缩机组合，使用效果较差的问题。
2、第一方面，本专利技术提供了一种多级压缩空气储能系统，包括：多个储能装置和多个释能装置；每个储能装置包括：压缩机，适于与输入电源连接，并被输入电源驱动；储气结构，通过第一管路与压缩机连通；第一管路上设有第一开
3、有益效果：本专利技术的每个压缩机分别连接有储气结构和膨胀机，且每个储能装置均能和对应的一个释能装置单独使用，形成多个独立的压缩空气储能结构，彼此互不影响，使用稳定，可应用的工况范围较广。根据具体应用工况场景，可选择不同压缩机组合，具有较好的灵活性，从而可以满足用户侧、多级压缩空气储能系统以及发电机所在电网之间的供需平衡。多个压缩机，多个膨胀机以及多个储气结构依次串联连接，形成多段分级调控，各个储能装置和各个释能装置相互连接，通过通断各个管路的阀门，能够快速切换不同的压缩机组合，满足输入电源具有较多频次波动的使用条件，从而提高多级压缩空气储能系统的储能效率。相对传统的易受运行工况场景调节限制的分级压缩空气储能系统，本专利技术的实施例还能够平抑输入电源的波动性的负面影响，对多级压缩空气储能系统各部件的损害较小，使用更加安全，即，具有较好的变工况调节能力。
4、在一种可选的实施方式中，多个压缩机内的气压按串联连接顺序逐次增大，且多个储气结构内的气压分别对应多个压缩机的串联连接顺序逐次增大。
5、有益效果：本专利技术通过设置多个不同气压的压缩机和储气结构，形成储能和释能的多个分级，进而可以根据实际输入电源的强弱，选择对应的一个或多个储能装置以及释能装置的组合，提高多级压缩空气储能系统的储能效率。
6、在一种可选的实施方式中，膨胀机通过第六管路与相邻另一低压的储气结构连通，第六管路上设有第六开关阀。
7、有益效果：在输入电源的负荷较小，储气结构内的气体存量不足时，可以开启第六开关阀，将膨胀机产生的次高压气体通过第六管路运输至相邻的另一低压的储气结构，以补充储气结构内的气体存量，提高能源利用率，节约能耗。
8、在一种可选的实施方式中，第四管路与第三管路连通，第四管路与第三管路的连通处位于第三开关阀与储气结构之间。
9、有益效果：第四管路与第三管路连通，第四管路与第三管路的连通处位于第三开关阀与储气结构之间，可以简化管路连接，降低使用成本。
10、在一种可选的实施方式中，第一管路与第二管路连通；第一管路还设有第一单向阀，第一单向阀位于第一换热部及第一管路和第二管路的连接处之间。
11、有益效果：第一管路与第二管路连通，可以进一步简化管路连接，降低使用成本。第一单向阀可以有效防止气体从第一管路回流至压缩机。
12、在一种可选的实施方式中，第一开关阀和第四开关阀均为双向阀。
13、有益效果：第一开关阀为双向阀，储气结构的气体还可以通过第一管路和第二管路进入下一较高气压的压缩机内，利于提高压缩机不同组合的切换速度。同样的，第四开关阀为双向阀，膨胀机的气体可以通过第四管路进入下一较低气压的储气结构内，提高压缩机不同组合的切换速度，从而提高多级压缩空气储能系统的工作效率。
14、在一种可选的实施方式中，储能装置与释能装置一一对应连通，每个储能装置与对应的释能装置能够独立运行，并基于输入电源的强弱，驱动至少一个压缩机。
15、有益效果：本专利技术能够针对输入电源的强弱，选择一个或多个压缩机及其对应的储气结构和膨胀机进行压缩空气储能和释能，有效满足不同场景下不同输入电源的使用需求。
16、在一种可选的实施方式中，还包括换热器，换热器设于第一管路上，用于吸收压缩机释放的热量。
17、有益效果：本专利技术通过设置换热器能够回收压缩机压缩气体时产生的余热，提高能源利用率，节约能耗。
18、在一种可选的实施方式中，换热器包括相连接的第一换热部和第二换热部，第一换热部设于第一管路，位于压缩机和第一开关阀之间，用于吸收压缩机释放的热量；第二换热部设于第四管路，位于第四开关阀与膨胀机之间，用于给第四管路内的气体加热。
19、有益效果：换热器通过第一换热部回收压缩机压缩气体时产生的余热，并通过第二换热部将回收的热量加热第四管路内的气体，之后气体进入膨胀机，利于膨胀机驱动发电机发电。
20、在一种可选的实施方式中，换热器还包括第三换热部，第三换热部与第一换热部连通，设于第五管路。
21、有益效果：换热器的第一换热部回收的热量通过第三换热部，还能够将第五管路内的气体加热，气体加热后从较高气压的膨胀机进入较气低压的膨胀机，利于较气低压的膨胀机驱动发电机发电，还进一步提高了能源利用率。
22、在一种可选的实施方式中，储能装置还包括进气管，压缩机包括进气口，进气口与进气管连通；释能装置包括还排气管，膨胀机包括出气口，出气口与排气管连通。
23、有益效果：压缩机能够从进气口接入进气管内的气体，并压缩后存储在储气结构内。储气结构内的气体再进入膨胀机，驱动发动机发电，最后从出气口经排气管排出。每个压缩机均设有进气口，每个膨胀机均设有出气口，以便每个储能装置和每个释能装置独立运行。
24、在一种可选的实施方式中，压缩机包括活塞压缩机、回转式压缩机、离心式压缩机、轴流式压缩机以及混合式压缩机中的至少一种。
25、有益效果：本专利技术可以直接采用现本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多级压缩空气储能系统，其特征在于，包括：多个储能装置和多个释能装置；
2.根据权利要求1所述的多级压缩空气储能系统，其特征在于，多个所述压缩机(1)内的气压按串联连接顺序逐次增大，且多个所述储气结构(2)内的气压分别对应多个所述压缩机(1)的串联连接顺序逐次增大。
3.根据权利要求2所述的多级压缩空气储能系统，其特征在于，所述膨胀机(9)通过第六管路(13)与相邻另一低压的所述储气结构(2)连通，所述第六管路(13)上设有第六开关阀(14)。
4.根据权利要求2所述的多级压缩空气储能系统，其特征在于，所述第四管路(10)与所述第三管路(7)连通，所述第四管路(10)与所述第三管路(7)的连通处位于所述第三开关阀(8)与所述储气结构(2)之间。
5.根据权利要求2所述的多级压缩空气储能系统，其特征在于，所述第一管路(3)与所述第二管路(5)连通；所述第一管路(3)还设有第一单向阀(18)，所述第一单向阀(18)位于所述第一换热部(15)及所述第一管路(3)和第二管路(5)的连接处之间。
6.根据权利要求5所述的多级
7.根据权利要求6所述的多级压缩空气储能系统，其特征在于，所述储能装置与所述释能装置一一对应连通，每个所述储能装置与对应的所述释能装置能够独立运行，并基于输入电源(21)的强弱，驱动至少一个压缩机(1)。
8.根据权利要求2所述的多级压缩空气储能系统，其特征在于，还包括换热器，所述换热器设于所述第一管路(3)上，用于吸收所述压缩机(1)释放的热量。
9.根据权利要求8所述的多级压缩空气储能系统，其特征在于，所述换热器包括相连接的第一换热部(15)和第二换热部(16)，所述第一换热部(15)设于所述第一管路(3)，位于所述压缩机(1)和第一开关阀(4)之间，用于吸收所述压缩机(1)释放的热量；所述第二换热部(16)设于所述第四管路(10)，位于所述第四开关阀(11)与所述膨胀机(9)之间，用于给所述第四管路(10)内的气体加热。
10.根据权利要求9所述的多级压缩空气储能系统，其特征在于，所述换热器还包括第三换热部(17)，所述第三换热部(17)与所述第一换热部(15)连通，设于所述第五管路(12)。
11.根据权利要求1所述的多级压缩空气储能系统，其特征在于，所述储能装置还包括进气管(19)，所述压缩机(1)包括进气口，所述进气口与所述进气管(19)连通；所述释能装置包括还排气管(20)，所述膨胀机(9)包括出气口，所述出气口与所述排气管(20)连通。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的多级压缩空气储能系统，其特征在于，所述压缩机(1)包括活塞压缩机、回转式压缩机、离心式压缩机、轴流式压缩机以及混合式压缩机中的至少一种。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的多级压缩空气储能系统，其特征在于，所述膨胀机(9)包括活塞式膨胀机、回旋式膨胀机以及透平式膨胀机中的至少一种。
14.根据权利要求1至11中任一项所述的多级压缩空气储能系统，其特征在于，所述储气结构(2)包括储气罐、地下盐穴、人造地下硐室、管线钢束储气库以及气囊中的至少一种。
15.一种发电站，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种多级压缩空气储能系统，其特征在于，包括：多个储能装置和多个释能装置；
2.根据权利要求1所述的多级压缩空气储能系统，其特征在于，多个所述压缩机(1)内的气压按串联连接顺序逐次增大，且多个所述储气结构(2)内的气压分别对应多个所述压缩机(1)的串联连接顺序逐次增大。
3.根据权利要求2所述的多级压缩空气储能系统，其特征在于，所述膨胀机(9)通过第六管路(13)与相邻另一低压的所述储气结构(2)连通，所述第六管路(13)上设有第六开关阀(14)。
4.根据权利要求2所述的多级压缩空气储能系统，其特征在于，所述第四管路(10)与所述第三管路(7)连通，所述第四管路(10)与所述第三管路(7)的连通处位于所述第三开关阀(8)与所述储气结构(2)之间。
5.根据权利要求2所述的多级压缩空气储能系统，其特征在于，所述第一管路(3)与所述第二管路(5)连通；所述第一管路(3)还设有第一单向阀(18)，所述第一单向阀(18)位于所述第一换热部(15)及所述第一管路(3)和第二管路(5)的连接处之间。
6.根据权利要求5所述的多级压缩空气储能系统，其特征在于，所述第一开关阀(4)和第四开关阀(11)均为双向阀。
7.根据权利要求6所述的多级压缩空气储能系统，其特征在于，所述储能装置与所述释能装置一一对应连通，每个所述储能装置与对应的所述释能装置能够独立运行，并基于输入电源(21)的强弱，驱动至少一个压缩机(1)。
8.根据权利要求2所述的多级压缩空气储能系统，其特征在于，还包括换热器，所述换热器设于所述第一管路(3)上，用于吸收所述压缩机(1)释放的...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑志美，雷肖，蔺新星，谢宁宁，钟声远，丁若晨，
申请(专利权)人：中国长江三峡集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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