[发明专利]混合储能发电系统及方法

权利要求书

1.一种混合储能发电系统，其特征在于，包括：

液态空气储能单元，包括液态空气储罐(9)和工质循环回路，所述液态空气储罐(9)的输入端连接储能管路，所述液态空气储罐(9)的输出端用于通过释能管路向电网输电；所述工质循环回路包括相连的吸热管路和放热管路，所述吸热管路用于与所述储能管路之间发生热交换，所述放热管路用于与所述释能管路之间发生热交换；

辅助储能单元，分别与所述释能管路、所述放热管路和所述电网连接；

所述辅助储能单元为飞轮储能单元(1)，所述飞轮储能单元(1)包括相连的双向驱动电机(101)和飞轮(102)；所述释能管路上安装有低温泵(10)，所述放热管路上安装有放热工质泵(11)，所述低温泵(10)和所述放热工质泵(11)分别连接于所述双向驱动电机(101)或所述飞轮(102)；

所述飞轮(102)设有第一输出轴和第二输出轴，所述第一输出轴通过第一液力耦合器(110)与所述低温泵(10)的驱动轴连接，所述第二输出轴通过第二液力耦合器(120)与所述放热工质泵(11)的驱动轴连接；第一液力耦合器(110)和第二液力耦合器(120)分别能够在连通状态和断开状态之间切换；

所述飞轮储能单元(1)包括若干个飞轮(102)以及若干个所述双向驱动电机(101)，各个所述飞轮(102)分别与各个所述双向驱动电机(101)一一对应的连接。

2.根据权利要求1所述的混合储能发电系统，其特征在于，所述液态空气储能单元还包括压缩机组(2)、冷却器(3)、再热器(12)和膨胀机组(13)，所述压缩机组(2)、所述冷却器(3)的气体换热侧和所述液态空气储罐(9)的输入端通过所述储能管路依序连接，所述液态空气储罐(9)的输出端、所述再热器(12)的气体换热侧和所述膨胀机组(13)通过所述释能管路依序连接。

3.根据权利要求2所述的混合储能发电系统，其特征在于，所述液态空气储能单元还包括蓄冷器(7)，所述蓄冷器(7)设有第一换热侧和第二换热侧，所述蓄冷器(7)的第一换热侧连接于所述冷却器(3)的气体换热侧和所述液态空气储罐(9)的输入端之间的所述储能管路上，所述蓄冷器(7)的第二换热侧连接于所述液态空气储罐(9)的输出端和所述再热器(12)的气体换热侧之间的所述释能管路上。

4.根据权利要求3所述的混合储能发电系统，其特征在于，所述液态空气储能单元还包括降压装置(8)，所述降压装置(8)连接于所述蓄冷器(7)的第一换热侧和所述液态空气储罐(9)的输入端之间的所述储能管路上。

5.根据权利要求3所述的混合储能发电系统，其特征在于，所述液态空气储罐(9)的输出端和所述蓄冷器(7)的第二换热侧之间的所述释能管路上连接有所述低温泵(10)。

6.根据权利要求2所述的混合储能发电系统，其特征在于，所述工质循环回路还包括常温储罐(4)和高温储罐(6)，所述常温储罐(4)的输出端、所述冷却器(3)的工质换热侧和所述高温储罐(6)的输入端之间通过所述吸热管路连接，所述高温储罐(6)的输出端、所述再热器(12)的工质换热侧和所述常温储罐(4)的输入端之间通过所述放热管路连接。

7.根据权利要求6所述的混合储能发电系统，其特征在于，所述工质循环回路还包括吸热工质泵(5)，所述吸热工质泵(5)连接于所述常温储罐(4)的输出端和所述冷却器(3)的工质换热侧之间的所述吸热管路上。

8.根据权利要求6所述的混合储能发电系统，其特征在于，所述放热工质泵(11)连接于所述高温储罐(6)的输出端和所述再热器(12)的工质换热侧之间的所述放热管路上。

9.一种混合储能发电方法，其特征在于，由如权利要求1至8任一项所述的混合储能发电系统执行；所述混合储能发电方法能执行储能状态、调峰状态、调频状态和应急状态；

所述储能状态包括：

液态空气储能单元的储能管路通过与工质循环回路的吸热管路之间进行热交换，以使空气转变为液态空气存储在液态空气储罐(9)中；以及，驱动辅助储能单元进行储能；

所述调峰状态包括：

在驱动所述液态空气储能单元通过释能管路向电网输电以前，预先驱动辅助储能单元向电网释能并输电；

所述调频状态包括：

所述电网在输电过程中出现频率波动时，利用所述辅助储能单元向所述电网释能并输电；

所述应急状态包括：

利用所述辅助储能单元驱动液态空气自所述液态空气储罐(9)的输出端流入释能管路中，并利用所述辅助储能单元驱动换热介质在放热管路内流动；以及，驱动所述释能管路内的液态空气与所述放热管路内的换热介质之间进行热交换，以使流经所述释能管路内的液态空气升温后能够做功发电。