[发明专利]一种抽水压缩空气储能系统及其运行方法

说明书

本发明公开了一种抽水压缩空气储能系统及其运行方法；包括高压气水罐、常压储水池、发电机、抽水泵和水轮机；高压气水罐内设置有气水换热装置；高压气水罐的底部通过三通阀，分别连接抽水泵和水轮机；常压储水池的底部通过三通阀分别连通抽水泵的进水口和水轮机的出水口。电网用电低谷时，通过水泵，将常压储水池中的水通过水泵打至高压气水罐内。罐内气体与水充分混合，保证罐内气温恒定，使气体在近等温状态下压缩，减少压缩耗功。同时，气水罐内气体压力不断升高，通过变频保证水泵在高效区运行；用电高峰时，高压气水罐内的水放出驱动水轮机做功并发电上网。该储能系统具有简单可靠，能量转换效率高的特点。

技术领域

本发明涉及空气储能领域，尤其涉及一种抽水压缩空气储能系统及其运行方法。

背景技术

随着能源互联网及环保需求的发展，越来越多的可再生能源并入电网发电。包括太阳能发电，风能发电等，这些并把能源发电具有间歇性，波动性大的特点，其大规模利用必然造成电网的调峰难题，冲击电网负荷供需的稳定。因此，储能技术应运而生。通过储能系统，在用电低谷期或发电高峰期，将电能转化为其他能源型式储存，当用电高峰或发电低谷时，将储存的能量通过动力设备发电上网，从而保证电网中稳定的供需关系。

目前大规模的储能方式有两种，抽水蓄能和压缩气体储能。抽水蓄能能源转换效率高，可达75％，但需要形成一定高差的大容量上游和下游水库，对选址的要求很高。压缩气体储能对选址的要求较低，型式有两种，非绝热型和绝热型压缩。非绝热型压缩需采用天然气补燃，严重依赖天然气供应。目前发展的主要方向是绝热型压缩气体储能，但需要通过多级压缩，中间冷却的方式降低压缩气体的温度，减少压缩功耗并储存压缩时产生的热能。释能时，空气压力不断降低，需将储存的热量加热降压空气，增加膨胀机的输出功。目前，压缩气体储能技术可将储能效率提高到60％-70％。但其系统比较复杂，系统内压缩热的回收、存储和利用需要增加多个热交换器及储热/换热器，使得系统流程复杂、占地面积大，同时储热介质的输送需要消耗大量泵功。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种抽水压缩空气储能系统及其运行方法。本发明融合了传统抽水蓄能技术和绝热型空气储能的优点，同时突破了传统抽水蓄能电站选址难和压缩气体系统复杂的问题。该系统还具有流程简单，蓄能转换效率高的优势。

本发明通过下述技术方案实现：

一种抽水压缩空气储能系统，包括高压气水罐1、常压储水池3、发电机7、抽水泵4和水轮机5；所述高压气水罐1内设置有气水换热装置8；

所述高压气水罐1的底部通过三通阀，分别管路连接抽水泵4出水口和水轮机5进水口；

所述三通阀与抽水泵4出水口之间的管路上设置有储能控制阀2-1，所述三通阀与水轮机5进水口的管路上设置有释能控制阀2-2；

所述常压储水池3的底部通过三通阀分别连通抽水泵4的进水口和水轮机5的出水口。

所述水轮机5通过传动轴连接发电机7。

所述高压气水罐1内气体为空气或氮气。

所述抽水泵4通过电路切换开关6连接变压器；所述变压器连接电网。

所述储能控制阀2-1和释能控制阀2-2均为电磁阀。

本发明抽水压缩空气储能系统的运行方法，包括如下步骤：

储能步骤：电路切换开关6连通抽水泵供电回路，打开储能控制阀2-1，关闭释能控制阀2-2；