[实用新型]提升压缩空气储能系统能量转化效率的装置

说明书

本实用新型公开了一种提升储能系统能量转化效率的装置，压缩机与冷却器组连接，冷却器组的一端与储气装置连接，储气装置与再热器组的一端连接，再热器组与膨胀机连接，再热器组与高品位热源系统连接，高品位热源系统与热泵系统的一端连接，热泵系统的另一端与低品位热源连通，空气经过压缩机压缩后储存至储气装置中，通过热泵系统将低品位热源转换成高品位热源，高品位热源用于辅助或单独加热膨胀机入口的空气，储气装置中的高压空气经加热后进入膨胀机做功，通过在压缩空气储能系统中，增设热泵系统，用于将低品位热源的能量转移至另一热源而得到较高品位热源，并对较高品位热源进行利用，以提升压缩空气储能系统的综合能量转化效率。

技术领域

本实用新型涉及能量储存领域，具体来说，涉及一种提升压缩空气储能系统能量转化效率的装置。

背景技术

当前以可再生能源变革为基础之一的“第三次工业革命”正在孕育发展中，储能作为“第三次工业革命”五大支柱技术之一，将在本次工业革命中发挥重要作用。储能技术可以调节能量供求在时间、空间、强度和形态上的不匹配性，是合理、高效、清洁利用能源的重要手段，是保障安全、可靠、优质供电的重要技术支撑。储能技术不仅可以支撑大规模集中式可再生能源发电送出与消纳，还能够促进分布式可再生能源发电灵活接入和高效利用，而且可显著提高供电可靠性和电能质量，并将推动电网规划设计和运行管理方式发生变革。

压缩空气储能技术是被公认为适合大规模电力储能的技术之一，具有储能容量大、储能周期长、寿命长和单位投资小等诸多优点。传统的压缩空气储能系统是基于燃气轮机技术发展起来的一种储能系统，工作原理是在用电低谷时，空气经压缩机压缩后存于储气装置中，使电能转化为空气内能存储起来；在用电高峰时，高压空气从储气装置释放，进入燃气轮机燃烧室同燃料一起燃烧，然后驱动透平发电。先进绝热压缩空气储能系统是在传统压缩空气储能系统的基础上，对空气在压缩过程中产生的圧缩热进行回收利用，摆脱了传统压缩空气储能系统对化石燃料的限制。这两种压缩空气储能技术以及目前其它各种改进的压缩空气储能技术，由于对系统中产生的低品位热量，如系统油站冷却热量、电动机冷却热量、发电机冷却热量、部分压缩机级间冷却热量与级后冷却热量等，未进行充分利用，而是经过冷却介质冷却后间接散失到环境中，这使得各压缩空气储能系统的实际效率同对应的最高理论效率相比，仍有一定的提升空间。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

针对相关技术中的上述技术问题，本实用新型提出一种提升储能系统能量转化效率的装置，能够解决上述技术问题。

为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种提升压缩空气储能系统能量转化效率的装置，包括压缩机，所述压缩机与冷却器组连接，所述冷却器组的一端与储气装置连接，所述储气装置与再热器组的一端连接，所述再热器组与膨胀机连接，所述再热器组与高品位热源系统连接，所述高品位热源系统与热泵系统的一端连接，所述热泵系统的另一端与低品位热源连通。

进一步地，所述压缩空气储能系统，包括但不限于传统压缩空气储能系统、先进绝热压缩空气储能系统、液化空气储能系统。

进一步地，所述低品位热源包括储能系统自身运行过程中产生的低品位热源和/或储能系统外部的低品位热源。

进一步地，所述储能系统自身运行过程中产生的低品位热源包括但不限于冷却器组的冷却介质、储能系统各油站冷却介质、电动机冷却介质、发电机冷却介质。

进一步地，所述储能系统外部的低品位热源包括但不限于空气、大地、地表水、地下水、低品位工业余热。

进一步地，所述热泵系统选自但不限于蒸汽压缩式热泵、吸收式热泵、化学热泵、蒸汽喷射式热泵、单级热泵、多级热泵、复叠式热泵中的任一种。

进一步地，所述压缩机选自但不限于往复式压缩机、离心式压缩机、轴流式压缩机、螺杆压缩机中的任一种。