【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力存储，特别是一种压缩空气蓄能发电系统及其蓄能和发电方法。
技术介绍
1、风能、太阳能等新能源发电出力的随机性、间歇性和波动性，对电网的安全稳定运行带来了严峻的考验，同时也带来了更大的电网调峰调频，即蓄能发电需求。
2、目前已经正式投入使用的大规模储能方式主要有抽水蓄能和压缩空气蓄能。大型抽水蓄能受地理环境限制较多，建设周期长，初期投资巨大，并网电压高，难以满足分布广泛、快速发展、低电压等级并网新能源调节要求。
3、中国专利文献cn102797613b公开了一种抽水压缩空气储能系统，该系统在用电低谷时通过水泵将水从蓄水池压入气压罐使罐内气体受到压缩，从而将电能转化为空气的内能存储起来；在用电高峰时，气压罐中高压空气将水压出，经输水管道驱动水轮机并带动发电机发电。但该系统仍存在一些缺陷：
4、1)机组在抽水蓄能工况运行时，仅依靠电力驱动水泵建压，建压缓慢，无法及时响应；
5、2)储能容量小，如果需要增大储能容量，则需增加气压罐数量，导致水需求量大幅增加；
6、3)抽水蓄能机组直接与蓄水池和气压罐连接，机组运行过程中，易吸入空气，产生空化现象，导致泵扬程降低，甚至造成机械损坏，影响机组安全；
7、4)高压气与水共存，若长期储能，空气会大量溶于水中，降低储能效率，同时也会使机组在运行过程中产生空化现象。
技术实现思路
1、本专利技术为解决现有技术在使用中存在的问题，提供一种用水量需求小，有利于防止吸入
2、本专利技术进一步提供一种压缩空气蓄能方法和一种压缩空气发电方法。
3、为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
4、一种压缩空气蓄能发电系统，包括抽水蓄能机组、压力水罐组、水气罐组、第一储气罐组、第二储气罐组和回收机构，所述压力水罐组包括第一压力水罐和第二压力水罐，所述抽水蓄能机组一端与所述第一压力水罐连通，抽水蓄能机组另一端与所述第二压力水罐连通，所述水气罐组包括第一水气罐和第二水气罐，所述第一水气罐上设有第一补泄气阀，第二水气罐上设有第二补泄气阀，所述第一水气罐通过第一通断阀与第一压力水罐连通，第一水气罐通过第二通断阀与第二压力水罐连通，所述第二水气罐通过第三通断阀与第一压力水罐连通，第二水气罐通过第四通断阀与第二压力水罐连通，所述第一储气罐组通过第一充放气阀与第一水气罐连通，第一储气罐组通过第二充放气阀与第二水气罐的连通，所述回收机构用于使第二储气罐组与第一水气罐连通或断开、第二储气罐组与第二水气罐连通或断开。
5、作为上述技术方案的进一步改进：
6、所述回收机构包括第二管路和设于第二管路上的管路阀，所述管路阀用于使第二管路与大气连通或断开，所述第一水气罐通过第一补泄气阀与第二管路连通，所述第二水气罐通过第二补泄气阀与第二管路连通，所述第二储气罐组与第二管路连通。
7、所述回收机构包括第一回收阀和第二回收阀，所述第二储气罐组通过第一回收阀与第一水气罐连通，第二储气罐组通过第二回收阀与第二水气罐连通。
8、还包括第一管路，所述第一充放气阀和第二充放气阀分别通过第一管路与第一储气罐组连通。
9、所述第一储气罐组包括第一储气罐或多个并联的第一储气罐，所述第一储气罐上设有第一储气罐阀，所述第一储气罐通过第一储气罐阀与第一管路连通。
10、所述第二储气罐组包括第二储气罐或多个并联的第二储气罐，所述第二储气罐上设有第二储气罐阀，所述第二储气罐通过第二储气罐阀与回收机构连通。
11、所述抽水蓄能机组通过第一机组阀与第一压力水罐连通，抽水蓄能机组通过第二机组阀与第二压力水罐连通。
12、所述压力水罐组的高度低于水气罐组的高度。
13、一种上述的压缩空气蓄能发电系统的蓄能方法，包括以下步骤：
14、x1、打开第一补泄气阀、第一通断阀、第四通断阀和第二充放气阀，其他阀门处于关闭状态，启动抽水蓄能机组在抽水工况运行，第二储气罐组放气为抽水蓄能机组建压，再打开管路阀，将第一水气罐内的水抽入第二水气罐；
15、x2、抽水蓄能机组在抽水工况运行，依次关闭第四通断阀、第一通断阀、第一补泄气阀和第二充放气阀，打开第二补泄气阀、第三通断阀、第二通断阀和第一充放气阀，将第二水气罐内的水抽入第一水气罐；
16、x3、抽水蓄能机组在抽水工况运行，依次关闭第二通断阀、第三通断阀、第一充放气阀和第二补泄气阀，打开第四通断阀、第一通断阀、第一补泄气阀和第二充放气阀，将第一水气罐内的水抽入第二水气罐；
17、x4、重复步骤x2-x3，直至第一储气罐组的压缩空气压力达到设计压力值，完成蓄能。
18、一种上述的压缩空气蓄能发电系统的发电方法，包括以下步骤：
19、f1、打开第二充放气阀、第一补泄气阀、第一通断阀和第四通断阀，启动抽水蓄能机组在发电工况运行，其他阀门处于关闭状态，将第二水气罐内的水压入第一水气罐中；
20、f2、抽水蓄能机组在发电工况运行，依次关闭第二充放气阀、第一通断阀、第四通断阀和第一补泄气阀，打开第三通断阀、第二通断阀、第二补泄气阀和第一充放气阀，将第一水气罐内的水压入第二水气罐中；
21、f3、重复步骤f1-f2，直至第二储气罐组的压缩空气压力达到设计压力值，完成余压回收；
22、f4、抽水蓄能机组在发电工况运行，按顺序关闭第三通断阀、第二通断阀、第二补泄气阀和第一充放气阀，打开第一通断阀、第四通断阀、第一补泄气阀、第二充放气阀和管路阀，将第二水气罐内的水压入第一水气罐中；
23、f5、抽水蓄能机组在发电工况运行，按顺序关闭第一通断阀、第四通断阀、第一补泄气阀和第二充放气阀，打开第三通断阀、第二通断阀、第二补泄气阀和第一充放气阀，将第一水气罐内的水压入第二水气罐中；
24、f6、重复步骤f4-f5，直至第一储气罐组的压缩空气压力达到设计压力值，完成蓄能。
25、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
26、本专利技术的压缩空气蓄能发电系统，在抽水压气蓄能过程和压水发电过程中，通过调节控制相关阀门，实现压力水罐组和水气罐组中的水循环，使得即使增加第一储气罐组容量，也不会增加水用量，降低系统水量需求；通过设置抽水蓄能机组两端的压力水罐组与水气罐组交叉接管，调节相应阀门的通断，使得第一水气罐和第二水气罐能够交替进行抽水压气蓄能或压水发电，从而实现系统用水循环，机组能够持续运行；通过设置第一压力水罐和第二压力水罐分别与抽水蓄能机组连通，不从第一水气罐和第二水气罐直接进行抽水，防止空气进入机组，导致空穴现象；通过设置第一储气罐组单独储存压缩气体，避免储能时压缩气体长期与水共存，且第一水气罐和第二水气罐交替工作时，二者也交替与常压的大气连通，减少压缩气体与水的共存，减少因气体溶解导致的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种压缩空气蓄能发电系统，其特征在于：包括抽水蓄能机组(1)、压力水罐组(2)、水气罐组(3)、第一储气罐组(41)、第二储气罐组(42)和回收机构，所述压力水罐组(2)包括第一压力水罐(21)和第二压力水罐(22)，所述抽水蓄能机组(1)一端与所述第一压力水罐(21)连通，抽水蓄能机组(1)另一端与所述第二压力水罐(22)连通，所述水气罐组(3)包括第一水气罐(31)和第二水气罐(32)，所述第一水气罐(31)上设有第一补泄气阀(57)，第二水气罐(32)上设有第二补泄气阀(58)，所述第一水气罐(31)通过第一通断阀(53)与第一压力水罐(21)连通，第一水气罐(31)通过第二通断阀(56)与第二压力水罐(22)连通，所述第二水气罐(32)通过第三通断阀(55)与第一压力水罐(21)连通，第二水气罐(32)通过第四通断阀(54)与第二压力水罐(22)连通，所述第一储气罐组(41)通过第一充放气阀(59)与第一水气罐(31)连通，第一储气罐组(41)通过第二充放气阀(510)与第二水气罐(32)的连通，所述回收机构用于使第二储气罐组(42)与第一水气罐(31)连通或断开、第
2.根据权利要求1所述的压缩空气蓄能发电系统，其特征在于：所述回收机构包括第二管路(62)和设于第二管路(62)上的管路阀(513)，所述管路阀(513)用于使第二管路(62)与大气连通或断开，所述第一水气罐(31)通过第一补泄气阀(57)与第二管路(62)连通，所述第二水气罐(32)通过第二补泄气阀(58)与第二管路(62)连通，所述第二储气罐组(42)与第二管路(62)连通。
3.根据权利要求1所述的压缩空气蓄能发电系统，其特征在于：所述回收机构包括第一回收阀和第二回收阀，所述第二储气罐组(42)通过第一回收阀与第一水气罐(31)连通，第二储气罐组(42)通过第二回收阀与第二水气罐(32)连通。
4.根据权利要求1-3任一项所述的压缩空气蓄能发电系统，其特征在于：还包括第一管路(61)，所述第一充放气阀(59)和第二充放气阀(510)分别通过第一管路(61)与第一储气罐组(41)连通。
5.根据权利要求4所述的压缩空气蓄能发电系统，其特征在于：所述第一储气罐组(41)包括第一储气罐(411)或多个并联的第一储气罐(411)，所述第一储气罐(411)上设有第一储气罐阀(511)，所述第一储气罐(411)通过第一储气罐阀(511)与第一管路(61)连通。
6.根据权利要求4所述的压缩空气蓄能发电系统，其特征在于：所述第二储气罐组(42)包括第二储气罐(421)或多个并联的第二储气罐(421)，所述第二储气罐(421)上设有第二储气罐阀(512)，所述第二储气罐(421)通过第二储气罐阀(512)与回收机构连通。
7.根据权利要求4所述的压缩空气蓄能发电系统，其特征在于：所述抽水蓄能机组(1)通过第一机组阀(51)与第一压力水罐(21)连通，抽水蓄能机组(1)通过第二机组阀(52)与第二压力水罐(22)连通。
8.根据权利要求4所述的压缩空气蓄能发电系统，其特征在于：所述压力水罐组(2)的高度低于水气罐组(3)的高度。
9.一种权利要求2所述的压缩空气蓄能发电系统的蓄能方法，其特征在于：包括以下步骤：
10.一种权利要求2所述的压缩空气蓄能发电系统的发电方法，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种压缩空气蓄能发电系统，其特征在于：包括抽水蓄能机组(1)、压力水罐组(2)、水气罐组(3)、第一储气罐组(41)、第二储气罐组(42)和回收机构，所述压力水罐组(2)包括第一压力水罐(21)和第二压力水罐(22)，所述抽水蓄能机组(1)一端与所述第一压力水罐(21)连通，抽水蓄能机组(1)另一端与所述第二压力水罐(22)连通，所述水气罐组(3)包括第一水气罐(31)和第二水气罐(32)，所述第一水气罐(31)上设有第一补泄气阀(57)，第二水气罐(32)上设有第二补泄气阀(58)，所述第一水气罐(31)通过第一通断阀(53)与第一压力水罐(21)连通，第一水气罐(31)通过第二通断阀(56)与第二压力水罐(22)连通，所述第二水气罐(32)通过第三通断阀(55)与第一压力水罐(21)连通，第二水气罐(32)通过第四通断阀(54)与第二压力水罐(22)连通，所述第一储气罐组(41)通过第一充放气阀(59)与第一水气罐(31)连通，第一储气罐组(41)通过第二充放气阀(510)与第二水气罐(32)的连通，所述回收机构用于使第二储气罐组(42)与第一水气罐(31)连通或断开、第二储气罐组(42)与第二水气罐(32)连通或断开。
2.根据权利要求1所述的压缩空气蓄能发电系统，其特征在于：所述回收机构包括第二管路(62)和设于第二管路(62)上的管路阀(513)，所述管路阀(513)用于使第二管路(62)与大气连通或断开，所述第一水气罐(31)通过第一补泄气阀(57)与第二管路(62)连通，所述第二水气罐(32)通过第二补泄气阀(58)与第二管路(62)连通，所述第二储气罐组(42)与第二管路(62)连通。
3.根据权利要求1所述的压缩空...
【专利技术属性】
技术研发人员：田海平，王斌，毕智伟，莫剑，王辉斌，黄波，乔亮亮，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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