[发明专利]一种压缩空气和液压结合的微小型压缩空气储能系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力储能利用领域，特别涉及一种压缩空气和液压结合的微小型压缩空气储能系统。

背景技术

当今世界电力负荷的不均衡日趋突出，电网的峰谷差也逐渐拉大，同时人们对电网供电质量的要求也越来越高，因此迫切需要经济、稳定、可靠、高效的电力储能系统与之相配套以缓解系统负荷峰谷差过大的情况。电力储能系统也是提高风电、太阳能发电等可再生能源利用率的有效手段。此外，电力储能系统还是解决分布式能源系统容量小、负荷波动大等问题的关键技术。

压缩空气储能系统是一种公认的具有很大发展潜力的大规模电力储能技术。传统压缩空气储能系统是一种基于燃气轮机的调峰电站，利用低谷电驱动压缩机将高压气体存入储气室中，在用电高峰将高压气体从储气室释放，进入燃气轮机燃烧室同燃料一起燃烧，然后驱动透平发电；其储能系统具有储能密度较大、储能周期长、效率较高和单位投资相对较小等优点。然而，传统压缩空气储能系统依然依赖燃烧化石燃料提供热源，不符合绿色能源发展要求；同时，其对系统建造地的地理条件要求苛刻，需要特定的地理条件建造大型储气室，如岩石洞穴、盐洞、废弃矿井等，从而大大限制了传统压缩空气和液压结合的微小型压缩空气储能系统的应用范围。

发明内容

本发明的目的即为克服上述现有技术的不足，提供一种适于实用的压缩空气和液压结合的微小型压缩空气储能系统，以解决目前对于储气室建设位置的苛刻要求，其工作可靠稳定。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种压缩空气和液压结合的微小型压缩空气储能系统，包括储气罐、用于将外部气体压缩入储气罐的压缩机组以及依靠储气罐内高压气体膨胀做功的膨胀机组，所述压缩机组及膨胀机组均由相应的发电机或电动机实现其能量转化；所述压缩机组出气口连通储气罐进气口且其间连接管路上布置有第一开关部；所述膨胀机组进气口连通储气罐出气口且其管路上布置第二开关部，所述微小型压缩空气储能系统还包括储液罐，所述储液罐上设置进、出液管路并与储气罐间连通设置形成循环液流回路，所述进液管路上设置加压和/或恒压部件，出液管路上设置有用于向储气罐内加液的液压泵。

所述微小型压缩空气储能系统还包括控制单元，所述储气罐上设置感应其内腔储气压力的传感部；开关和/或恒压部件包括流量控制阀；控制单元接收传感部信息，并控制液压泵及流量控制阀作启闭和恒压动作。

压缩机组出气口处设置有用于吸收管路内热量的吸热器，膨胀机组进气口处布置用于加热其管路内气体的加热器；所述微小型压缩空气储能系统还包括高温储热罐，所述储液罐上的出液管路经由流量控制阀、吸热器后流入高温储热罐内，并由高温储热罐出液口经由加热器返流入储液罐处；进液管路上的流量控制阀与吸热器之间的一段管路上布置有用于将液体介质压入吸热器处的第一增压泵，进液管路上的高温储热罐出液口与加热器之间的一段管路上布置用于将液体介质压入加热器处的第二增压泵，进液管路上的第二开关部与储气罐间布置气液分离器。

所述储液罐出液口与其进液管路间处还跨接设置有补给管路，所述补给管路的一端与储液罐内腔连通，另一端顺延连通于进液管路上的流量控制阀与第一增压阀间的一段管路上，补给管路上设置用于控制其管路启闭的管路开关阀。

所述微小型压缩空气储能系统还包括可切换发电机或电动机工作状态的电动发电组件，所述电动发电组件的两轴端分别经由联轴器连接压缩机组和膨胀机组。

第一、第二开关部均为开关阀。

所述压缩机组和膨胀机组均呈二级压缩和二级膨胀结构；压缩机组包括同轴布置的高压压缩机和低压压缩机，外部空气经由低压压缩机进入并初步加压，再转入高压压缩机二次加压后存入储气罐，吸热器包括第一、第二吸热器，第一吸热器布置于低压压缩机出气口处，第二吸热器布置于高压压缩机出气口处；膨胀机组包括同轴布置的高压膨胀机和低压膨胀机，储气罐内的高压空气经由高压膨胀机进入并做功，再转入低压膨胀机二次做功后排出至外部环境，加热器包括第一、第二加热器，第一加热器布置于高压膨胀机进气口处，第二加热器布置于低压膨胀机进气口处。

所述用于连通第一、第二加热器上的进液管路并联连接；经过第一、第二吸热器上的进液管路同样并联设置。

高温储热罐内设置保温层。

本发明的主要优点在于：