[实用新型]一种压缩空气储能发电装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电力储能技术领域，特别涉及一种压缩空气储能发电装置。

背景技术

目前，对于电能存储的技术有两大类，物理方法和化学方法，其中物理方法包括机械能和电磁场能储能，其中机械能储能主要包括抽水储能、压缩空气储能或飞轮储能，化学方法包括用法拉第准电容、蓄电池储能或氢储能。

不论是物理方法还是利用化学方法，在大容量的电能存储方面都存在很大困难，为了解决当今世界上电能供需矛盾问题，有的国家在抽水储能和压缩空气储能做了一些尝试。由于电力生产具有产、供、用同时发生并同时完成的特点，日间负荷和季间负荷，均有一定变化规律，电网调度中心时刻监督并指挥着网上运行的各种不同机组的带负荷情况，在用电高峰时段，可能由于开机方式小，造成顶峰电量不足；而在用电低谷时段，电网中反而存在一些电量浪费，例如风力发电机组的弃风现象。如果把这部分电能存储起来，在用电高峰到来的时候，再把这部分电能拿来补充电量不足,可实现电网运行中的削峰添谷作用。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；其压缩空气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，在空气压缩机组的出口处压缩空气的压力经常不稳定，往往不能达到空气压缩机本身的性能参数要求，使得空气压缩机组出口处的排气压力大大降低，进入储气罐内的压缩空气也不能达到储气罐所能承受的最大压力，储气罐内储存的压缩空气的压力也会降低，这样透平膨胀机组膨胀做功减少，发电也会相应减少，使得整个压缩空气储能发电装置不能充分发挥其发电的作用，导致一部分能量的浪费。并且，随着压缩空气机组的不断使用，则空气压缩机设备会不断老化，导致空气压缩机性能降低，排气压力也会达不到空气压缩机本身的性能参数要求，进而不能满足储气罐所能承受的最大压力值，从而导致发电机的发电较少，造成了能源的浪费。由于空气压缩机达不到空气压缩机本身的性能参数要求，则做功发电较少，但是空气压缩机的运行仍然需要耗费电能，造成了对低谷电、弃电等电能的浪费，不能进行充分利用。

实用新型内容

为了克服现有技术中空气压缩机组不能将空气压缩到储气罐所能承受的最大压力的缺点，本实用新型提供一种压缩空气储能发电装置，充分利用低谷电、弃电等电能，能够将空气压缩到储气罐所能承受的最大压力，使高压压缩空气更好的膨胀做功发电，能够保证此装置在储能阶段储存更多的能量，避免了能量的浪费，并且装置简单，易于实施。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种压缩空气储能发电装置，包括空气压缩机组、电动机、冷却器、储气罐、加热装置、透平膨胀机组、发电机，电动机与空气压缩机组连接，空气压缩机组依次与冷却器、储气罐、加热装置、透平膨胀机组连接，透平膨胀机组与发电机连接，空气压缩机组的出口与冷却器之间通过第一管道连接，其特征在于，压缩空气储能发电装置还包括设置在第一管道上的压力测量装置和截止阀，压力测量装置设置在空气压缩机组的出口处，在截止阀的两端并联有增压管道，在增压管道上设有控制管道流通的增压挡板门和增压装置。

增压装置为对压缩空气进行增压的旁路压缩机，增压挡板门与旁路压缩机串联连接，增压挡板门设置在旁路压缩机的入口处。

增压管道的一端设置在截止阀的进口处，另一端设置在截止阀的出口处。

压缩空气储能发电装置还包括控制系统，增压挡板门为电动挡板门，增压挡板门通过导线与控制系统连接。

截止阀为电动截止阀，电动截止阀与压力测量装置在第一管道上串联设置，电动截止阀的一端通过压力测量装置与空气压缩机组连接，另一端与冷却器连接，电动截止阀通过导线与控制系统连接。

压力测量装置包括取压孔、引压管和压力变送器，在第一管道的内壁上至少开设一个取压孔，引压管固定在第一管道外壁的取压孔处，取压孔通过引压管与压力变送器连接，压力变送器与控制系统连接。

优选的，取压孔设置有四个，四个取压孔设置在第一管道内的同一截面上，且沿第一管道内壁的圆周方向均匀分布。