[发明专利]回热式交替储能发电系统

说明书

本发明提供一种回热式交替储能发电系统，其包括第一蓄热系统、第二蓄热系统、中间换热器、压缩机、透平和散热器，并形成两种可切换的排布方式：压缩机、中间换热器、第一蓄热系统、透平、中间换热器、第二蓄热系统和散热器沿工作介质的走向依次串联；第二蓄热系统、中间换热器、压缩机、第一蓄热系统、中间换热器、透平和散热器沿工作介质的走向依次串联；第一蓄热系统、第二蓄热系统、中间换热器为共用的。本发明的回热储能发电系统由中间换热器带来了回热功能，提高了高温工作点的使用温度，改善了压缩机的工作条件。减少热损失，提高转换效率。为解决光伏发电以及风能发电中的弃光、风问题以及峰谷电的削峰填谷问题提供了思路。

技术领域

本发明涉及一种回热式交替储能发电系统。

背景技术

人类社会的可持续发展呼唤绿色、低碳、可持续的能源。当下，可再生能源如太阳能，风能已成为业界关注重点和生产生活方式变革的主要方向。由于太阳能、风能发电具有间歇性和波动性，加上目前储能材料及技术跟不上可再生能源的快速发展。弃风、光现象已经成为可再生能源电力发展的绊脚石。开发热功转换效率更高、工作条件更好的储能发电技术势在必行。

储能可以分为物理储能和化学储能。化学储能通常容量较小，全周期效率低，难以满足大容量、高效率储能的需求。物理储能中，抽水储能效率较高，是当前较为经济和成熟的储能方法，但受地理因素限制。相比之下，热储能具有大容量、低成本的特点，可以长时间地进行储能，解决电网匹配的问题。然而热储能的能量转化效率较低，因此需要考虑提高储能发电效率的手段，发挥其廉价和大容量的优势。

储能和发电时，需要进行电-热转换和热-电转换，蓄热储能容易带来较低的转换效率。为了提高转换效率，使用热泵热机的循环方式是一种有效的手段。通常而言，热泵热机循环中，提高循环中高温工作点的温度，及高温与低温工作点的温差，可以提高循环效率。因此，寻求提高高温工作点的方法就成了研究的重点之一。

与此同时，降低蓄热模块的价格，提高蓄热模块的容量也是研究的重点之一。使用液体蓄热、固体蓄热或是相变蓄热，这些蓄热方式都有廉价和大容量的特点，但具体应用有所区别。液体蓄热受限于液体的熔点、沸点，而高沸点的液体，比如熔盐或液态金属，其腐蚀性较强，其使用温度又受到容器和管道材料使用温度限制。固体蓄热可以有更高的蓄热温度，但其蓄热和放热时，会发生温度变化，为了保证出口温度的稳定，需要较长的流道，此时对有效蓄热因子也有不利影响。相变蓄热模块综合了两者的优点，其在相变点附近提供较大的蓄热量，并保持较小的温度变化，使工作介质通过后，温度相对稳定。因此，本专利试图结合种热泵回热式交替储能发电系统与相变蓄热模块，其具有较高的储能发电效率，同时结构简单，工作稳定，具备经济性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有回热功能的高效交替式储能供电方法及装置，以克服传统电加热蓄热介质储能方式转换效率低下的缺点，同时解决光伏发电以及风能发电中的弃风、光问题。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明提供一种回热式交替储能发电系统，其包括第一蓄热系统、第二蓄热系统、中间换热器、压缩机、透平和散热器，并形成两种可切换的排布方式：

(1)对应于发电模式，所述压缩机、所述中间换热器、所述第一蓄热系统、所述透平、所述中间换热器、所述第二蓄热系统和所述散热器沿工作介质的走向依次串联；

(2)对应于储能模式，所述第二蓄热系统、所述中间换热器、所述压缩机、所述第一蓄热系统、所述中间换热器、所述透平和所述散热器沿工作介质的走向依次串联；

在这两种可切换的排布方式中，所述第一蓄热系统、所述第二蓄热系统、所述中间换热器为共用的。

所述压缩机包括可切换的储能压缩机和发电压缩机，所述透平包括可切换的储能透平和发电透平。