[发明专利]结合空气储能的调峰输电系统及方法

说明书

本发明涉及电网调峰及储能设备技术领域，尤其涉及一种结合空气储能的调峰输电系统。该系统包括：电厂单元，包括用于向电网输电的汽轮机组；液态空气储能单元，包括空气压缩机组和液态空气储罐，空气压缩机组通过储能管路与液态空气储罐连接，液态空气储罐用于在储能模式中存储液态空气，并用于在释能模式中通过释能管路向电网输电；液力耦合器，可启闭的连接于汽轮机组的动力输出轴与空气压缩机组的动力输入轴之间，用于在连通状态下驱动空气压缩机组运行以使液态空气储能单元处于储能模式，并在液态空气储能单元处于释能模式中切换为断开状态。本发明能实现电网调峰填谷的快速响应，并提高系统效率、安全性和使用寿命。

技术领域

本发明涉及电网调峰及储能设备技术领域，尤其涉及一种结合空气储能的调峰输电系统及方法。

背景技术

随着全球工业化的突飞猛进，电网负荷存在白天高峰和深夜低谷的周期性变化，负荷峰谷差可达最大发电出力的30％至40％，峰谷差的存在给发电和电力调度造成一定的困难。同时，为了满足电网的最大负荷要求，电网的建设费用也大幅增加，而利用率却严重不足。

目前在火力发电、燃气发电、水力发电等各类发电厂中，火电厂调峰比例相对最高。当用电高峰时，调峰电厂机组增大发电量，当用电低谷时，调峰电厂机组减小发电量。但是由于火电机组的技术特性，发电量增大和减小的幅度不能过高，否则严重影响机组的能源利用效率、安全性和寿命。

在常规的调峰火电厂中，主要是通过改变汽轮机组的进汽量而改变汽轮机组的工作功率，进而实现增大和减小火电机组发电功率，但是汽轮机组的工作功率改变的幅度过大，特别是在电网处于用电谷段，汽轮机组甚至会停机重启，这会显著影响燃煤利用效率以及汽轮机组的安全性和寿命；同时由于燃煤锅炉改变参数的滞后性，会导致调峰响应不及时。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明提出第一种结合空气储能的调峰输电系统，以解决现有的调峰电厂中，汽轮机组的输出功率改变幅度过大，而影响系统调峰和发电效率以及安全性的问题。

本发明还提出第二种结合空气储能的调峰输电系统。

本发明还提出第一种调峰输电方法。

本发明还提出第二种调峰输电方法。

根据本发明第一方面实施例的第一种结合空气储能的调峰输电系统，包括：

电厂单元，包括用于向电网输电的汽轮机组；

液态空气储能单元，包括空气压缩机组和液态空气储罐，所述空气压缩机组通过储能管路与液态空气储罐连接，所述液态空气储罐用于在所述液态空气储能单元处于储能模式中存储液态空气，并用于在所述液态空气储能单元处于释能模式中通过释能管路向所述电网输电；

液力耦合器，可启闭的连接于所述汽轮机组的动力输出轴与所述空气压缩机组的动力输入轴之间，所述液力耦合器用于在连通状态下驱动所述空气压缩机组运行以使所述液态空气储能单元处于储能模式，并在所述液态空气储能单元处于释能模式中切换为断开状态。

根据本发明的一个实施例，所述电厂单元还包括第一发电机，所述汽轮机组连接有第一输出轴和第二输出轴，所述第一输出轴与所述液力耦合器连接，所述第二输出轴通过所述第一发电机与所述电网连接。

根据本发明的一个实施例，所述液态空气储能单元还包括压缩热利用装置、蓄冷器、空气透平机组和第二发电机，所述压缩热利用装置设有第一换热侧和第二换热侧，所述蓄冷器设有第三换热侧和第四换热侧，所述空气压缩机组、所述压缩热利用装置的第一换热侧、所述蓄冷器的第三换热侧和所述液态空气储罐通过所述储能管路依序连接，所述液态空气储罐、所述蓄冷器的第四换热侧、所述压缩热利用装置的第二换热侧和所述空气透平机组通过所述释能管路依序连接，所述空气透平机组通过所述第二发电机与所述电网连接。