[发明专利]高效型压缩空气储能系统

说明书

本发明公开了高效型压缩空气储能系统，包括电能储存系统、电能释放系统及压缩空气运输通道，其特征在于：电能储存系统包括若干数量的空气压缩机单元及换热器一、储气空间、储热罐，电能释放系统包括若干数量的燃烧器、若干数量的膨胀机单元、气体混合装置、发电机、若干数量的换热器二及若干数量的储能系统废热再利用换热器；本发明的储能系统废热再利用换热器将空气压缩机单元排气热量、膨胀机单元及发电机等润滑油携带的废热加热压缩空气，燃烧器及换热器将压缩空气进一步加热与换热，换热后带压力烟气与膨胀机单元排气在气体混合装置内汇合，汇合后共同流入膨胀机单元做功，充分的利用了烟气携带的热量，大幅度提高系统效率。

技术领域

本发明涉及电力储能领域，具体用于电网电能的大规模储能，实现电网负荷的削峰填谷，也可以用于太阳能发电技术或者风力发电技术等新能源电力的品质改善以及电能规模化存储的高效型压缩空气储能系统。

背景技术

压缩空气储能技术是一种大规模物理储能技术，在电网处于负荷低谷期间，利用波谷期间的廉价电能驱动空气压缩机做功，将廉价的低谷电能转变为压缩空气的压力能进行储存，在电网处于用电高峰时释放储罐内的高压力压缩空气，经过换热器或者燃烧器提升温度后，进入空气膨胀机内膨胀做功，输出旋转轴功，驱动发电机输出稳定电能。

现有的压缩空气储能技术分为两类，其一为无补燃式压缩空气储能技术，电能储能过程中，电能转变为压缩空气的压力能进行储存，这一过程第一压缩机与第二压缩机产生的排气温度不高，排气温度通常低于150℃，热量在温度较低时，热量品质就较差，通过这部分热量加热进入膨胀机的空气气流能力有限，膨胀机的入口空气能够达到的温度有限，因而做功能力有限；

其二为补燃式压缩空气储能技术，释放压缩空气进行做功环节中，在每一级空气膨胀机的入口都配置燃烧器，设备投入成本太高，第一级空气膨胀机入口的压力较高，让天然气在高压下直接与高压空气参混燃烧的技术难度大，每一级空气膨胀机入口都设置燃烧器，导致天然气消耗量过大，致使最后一级空气膨胀机排烟温度过高，降低了整个压缩空气储能系统的效率。

发明内容

有鉴于此，有必要针对现有技术中存在的缺陷，提供一种降低压缩空气技术复杂性、大幅度提高能量转换效率的高效型压缩空气储能系统。

本发明的目的通过以下技术方案实现：高效型压缩空气储能系统，包括电能储存系统、电能释放系统及压缩空气运输通道，其特征在于：电能储存系统包括若干数量的空气压缩机单元及换热器一、储气空间、储热罐，电能释放系统包括若干数量的燃烧器、若干数量的膨胀机单元、气体混合装置、发电机、若干数量的换热器二、若干数量的储能系统废热再利用换热器，空气压缩机单元与换热器一的空气入口端连接，换热器一的液态介质流出端与所述储热罐连接，所述燃烧器与所述换热器二连接，气体混合装置布置在膨胀机单元的入口处，发电机与膨胀机单元连接。

进一步的，一个数量的空气压缩机单元与一个数量的换热器一形成一个组合，多级的空气压缩机-换热器一的组合串接，末级空气压缩机-换热器一组合内的换热器一与储气空间连接，多级空气压缩机单元-换热器一的组合实现空气加压，从而获得高压空气。

进一步的，储热罐内的储热介质为具有大比热容的液态物质。

进一步的，首台的膨胀机单元的入口配置有换热器二，换热器二的入口端连接有燃烧器，燃烧器内的燃料在带压力的压缩空气中燃烧从而产生带压力的烟气，带压力的烟气通过换热器二对空气膨胀机入口的压缩空气气流进行加热。

进一步的，其余数量所述的换热器二安装在第二台膨胀机单元或第二台膨胀机单元之后的膨胀机单元入口处，其余数量的所述换热器二均是采用带压力的烟气对膨胀机单元入口做功气流进行加热。

进一步的，燃烧器燃烧所需空气来源于膨胀机单元的带压力排气、储气空间、压缩空气运输管道中的一种。

进一步的，膨胀机单元的数量至少为两台，若干数量的膨胀机单元串接在一起。