[实用新型]一种发电系统

说明书

本实用新型公开了一种发电系统，包括高压气系统、气液混合系统、液力发电机组、通道切换系统、控制系统以及水流补偿压力循环系统，高压气系统、气液混合系统、液力发电机组、水流补偿压力循环系统通过通道切换系统连接，并由控制系统控制；水泵抽水压缩空气采用变管道特性下变频运行模式，使得水泵一直能运行于高效区附近、维持较高的效率，减小了水泵抽水消耗电能；水轮机发电过程中稳定于额定水头附近，可以使得水轮机运行于最高效率区域附近，发出较多的电能。耗费较少的电能、增加更多的电能使得系统整体电换电效率较高。该系统不仅具有常规压缩空气储能、抽水蓄能电站大规模存储电能的功能，且不依赖于地势落差、效率高、运行时间长等特点。

技术领域

本实用新型涉及新能源储能与发电技术领域，具体涉及一种发电系统。

背景技术

随着大规模风能/光伏资源的开发，我国风电/光伏的开发保持着快速发展的强劲势头，截至2018年底，我国可再生能源电力装机容量达到7.28亿千瓦，约占全部电力装机容量的 38.3％，但新能源发电的迅猛发展与电网建设相对滞后的矛盾日益明显。大规模具有随机性、问歇性、反调节性及出力波动大等特点的风电/光伏能源接入电网对系统的电压稳定、暂态稳定和频率稳定都有较大的影响，2018年全国弃水电量达691亿千瓦时，弃风电量达277亿千瓦时，弃光电量达54.9亿千瓦时。因此，弃风、弃光、弃水的现象广泛存在，风电/光伏能源并网难、并网后消纳难等问题严重制约着能源结构的变革，参见文献[1]周孝信1,陈树勇1,鲁宗相，等.能源转型中我国新一代电力系统的技术特征[J].中国电机工程学报，文献[2]谢宇翔, 张雪敏,罗金山,等.新能源大规模接入下的未来电力系统演化模型[J].中国电机工程学报, 2018,38(2)。

目前储能方式主要有：抽水蓄能、压缩空气储能、氢能、电池储能、飞轮储能、超导储能等形式。然而，较为成熟的储能技术主要有抽水蓄能、蓄电池储能以及压缩空气储能。抽水蓄能受到水资源、地势、地质等多种因素的限制，投资成本大、建设周期长、难以灵活布置、大规模推广应用。蓄电池储能具有响应迅速、转换效率高等优点，但是运行中存在安全问题、生产制造中对环境存在一定影响。与其他两种技术相比，压缩空气储能(compressedair energy storage，CAES)具有储能规模大、存储周期长、对环境污染小、对地势要求低等特点，是目前大规模储能领域极具潜力的发展方向之一。但以德国Huntorf压缩空气储能电站、美国McIntosh压缩空气储能电站为代表的传统压缩空气储能电站存在依赖外部天然气燃料补充、对环境存在影响、高压空气电能转化效率低(小于50％)、依赖于大容积洞穴资源、布置不灵活的问题。目前较为最先进的先进绝热压缩空气储，往往需要至少上万立方米的大容积废弃矿井、洞穴存储高压空气，存在着依赖于洞穴资源严重、布置不灵活、投资成本大(动辄几十亿人民币)的缺点，储能和释能过程中均处于绝热过程，存在着热量容易逃逸、转化效率较低问题。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术中存在的问题，提出了一种发电系统，通过利用空气压缩机进行系统初次运行建压和后续运行时的补漏气，通过利用水泵在变管道特性下对转速进行调节完成储能，使得本实用新型技术方案所述的发电系统，既具有常规水电机组开停机迅速、调节速度快、调节范围宽广、清洁无污染的特点，又具有常规压缩空气储能电站、抽水蓄能电站大规模存储电能的功能，且不依赖于地势落差、效率高、运行时间长等特点。

本实用新型提供了以下技术方案：

一种发电系统，包括高压气系统、气液混合系统、液力发电机组、通道切换系统、控制系统以及水流补偿压力循环系统，高压气系统、气液混合系统、液力发电机组、水流补偿压力循环系统通过通道切换系统连接，并由控制系统控制；

所述高压气系统包括N₁组并列的高压气子系统，N₁≥1；

每组高压气子系统包括依次对应连接的空气压缩装置和高压储气容器，且所述空气压缩装置用于提供高压储气容器的初始运行压力，以及补充高压储气容器运行过程中漏气损失的压力；