[实用新型]一种冷热一体定压储罐式压缩空气储能系统

说明书

本实用新型一种冷热一体定压储罐式压缩空气储能系统，包括冷热一体定压储罐单元等，具体包括冷热一体定压储罐、蒸汽定压装置和软化水补充装置，冷热一体定压储罐内设上、下两个布水器。工作时，在储能过程中对空气进行压缩存至储气装置，同时将压缩产生的热量存储在冷热一体定压储罐的上部空间，当冷热一体定压储罐全部充满热水时，完成储热；在释能过程中，高压气体从储气装置释放，同时存储在冷热一体定压储罐中的热量对高压空气进行加热，加热后的空气推动膨胀机做功，并带动发电机发电，当冷热一体定压储罐内全部充满冷水时，完成放热。本实用新型可充分利用压缩产生的热量，提升储热效率，减少罐体腐蚀，同时节省储罐的数量，降低设备投资。

技术领域

本实用新型属于能量存储与利用技术领域，具体涉及一种冷热一体定压储罐式压缩空气储能系统。

背景技术

随着能源清洁低碳化发展趋势日益明显，以光伏和风电为代表的新能源得到了迅速发展，截止2018年，我国风电装机和光伏装机分别达到4亿千瓦和3.7亿千瓦，均居世界首位，但新能源规模的不断增大不断提升给电力系统运行带来了一系列的影响，如随机波动性带来的调峰能力不足问题，给电网的稳定运行带来了安全隐患。发展储能技术可以有效解决可再生能源存在的间歇性和波动性问题，增强电网的调峰能力。储能技术对优化能源结构，推动能源转型升级的发挥作用越来越受到重视。

为解决这一问题，常见的方法是利用储能技术。目前已有的储能技术主要包括抽水蓄能、压缩空气储能、电化学储能及飞轮储能等。压缩空气储能和抽水蓄能由于储能能量大、转换效率高等优点，成为当下研究的重点。抽水蓄能需要建设高低两个水库，受到特殊的场地要求选址非常困难，而且厂址一般都远离大规模风电场和太阳能发电场，建设周期也较长，还会带来一定范围的生态和移民问题，使用上存在一定限制。电化学储能和飞轮储能的储能能量较小，只能起到调节优化的作用。压缩空气储能是一种大规模能源储存技术，该技术利用多余的能源驱动压缩机将空气压缩后储存于储气容器中，待到需要时再将压缩空气从储气容器中释放推动膨胀机带动发电机进行发电。传统的压缩空气储能需要利用天然气等燃料，由此会带来环境污染等问题。现有的压缩空气储能技术为了提高压缩空气储能效率，大部分将压缩余热进行存储后再利用，在蓄热技术上大都用了冷、热两个储罐，不仅增加了设备投资，增加了占地面积，且容易出现罐体腐蚀，降低了储热效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种冷热一体定压储罐式压缩空气储能系统，以解决风电和光伏等新能源的消纳等问题。

为达到实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案来实现的：

一种冷热一体定压储罐式压缩空气储能系统，包括压缩单元、膨胀单元、换热器、储气装置和冷热一体定压储罐单元；其中，所述压缩单元包括电动机以及与电动机同轴连接的若干级串联的压缩机；

所述膨胀单元包括发电机以及与发电机同轴连接的若干级串联的膨胀机；

所述冷热一体定压储罐单元包括冷热一体定压储罐、蒸汽定压装置和软化水补充装置，所述冷热一体定压储罐内设上布水器和下布水器，所述上布水器位于冷热一体定压储罐的顶部，用于控制热水的进出，下布水器位于冷热一体定压储罐的底部，用于控制冷水的进水；所述蒸汽定压装置与冷热一体定压储罐顶部相连，所述软化水补充装置与冷热一体定压储罐下部相连；

所述换热器包括储能换热器和释能换热器；

所述储能换热器与压缩机的级数相同，储能换热器为并联设置；所述储能换热器分别与对应级的压缩机和冷热一体定压储罐连接，各级储能换热器与冷热一体定压储罐的下布水器出口和上布水器进口连接；除第一级压缩机进口和最末级压缩机出口外，各级压缩机进口与上一级储能换热器出口连接，各级压缩机出口与对应级储能换热器进口连接，第一级压缩机进口与大气直接连接，最末级压缩机出口与储气装置连接；