[实用新型]一种适应非稳定性电源侧的恒压空气储释能系统

说明书

本实用新型公开了一种适应非稳定性电源侧的恒压空气储释能系统，该系统可以自动适应非稳定性风/光等电源波动，在用电低谷期充分消纳余电。当可再生能源余电功率足够带动叶片式压气机工作以产生设定压力的气体时，系统进入恒压储气允许工况，将余电转换为空气压力势能与压缩热能，分别解耦存储于恒压储气罐与热油罐中；当余电无法带动叶片式压气机稳定工作产生所设定压力的气体时，系统进入电储热工况，余电以热能形式存储于热油罐。该系统以导热油作为中间传热介质，回收压气机级间压缩热并用于空气透平再热以提高透平出力，可提高整个储能系统效率。本实用新型的恒压空气功热复合储能系统可根据区域可再生能源发电分布特点按相应的规模推广使用。

技术领域

本实用新型属于压缩空气储能技术领域，尤其涉及一种适应非稳定性电源侧的恒压空气储释能系统。

背景技术

近年来，我国可再生能源装机容量不断扩大，据国家能源局统计，2019年并网风电和并网太阳能发电累计装机分别增至21005万千瓦和20468万千瓦，同比增长14.0％和17.4％。随着特高压直流输电工程的落地与火电技术升级改造，全国平均弃风率与弃光率分别降至4％、2％，但是局部地区新能源消纳不均衡问题仍较为突出，西北地区弃风、弃光电量在总弃电量中分别高达81％与87％。其主要由于风/光电稳定性受环境影响波动较大，发电质量低，故并网困难造成能源浪费。因此，国家大力提倡源-网-荷-储统筹协调发展，利用储能技术提高新能源利用效率。

压缩空气储能系统形式多样，主要分为补燃式与非补燃式两种形式，将余电转化为高压空气内能和压力能储存于储气罐中，并通过透平发电以弥补用电高峰期的源-荷负荷缺口。先进绝热压缩空气储能系统(advanced adiabatic compressed air energystorage system,AACAES)利用回热技术储存压缩热并用于加热发电阶段透平空气温度，其效率可达70％以上，可用于大规模电力储能，是目前储能技术的研发热点之一。相比于常规的变压储气，恒压储气系统可以保持储气罐内压力和透平进口压力恒定，使系统具有较高的热效率、效率和储能密度。但新能源发电的间歇性和不稳定性对压气机变速下的运行稳定性提出了要求，即便在用电低谷期压气机也并非实时稳定工作，因为压气机在低负荷有可能进入喘振工况。因此压缩空气储能系统涉及到余电合理利用问题，所以很有必要提出一种适应非稳定性电源侧的恒压空气储释能系统及方法。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提供了一种适应非稳定性电源侧的恒压空气储释能系统，可以充分且针对性地利用非稳定性风/光等余电，解耦利用高压气体中的压缩热能与压力势能，提高系统整体工作效率，并可进一步提升可再生能源消纳能力从而减小弃风、弃光率。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种适应非稳定性电源侧的恒压空气储释能系统，包括电路转换开关、导热油循环回路、电加热回路和空气处理回路，

所述电路转换开关可以对电加热回路和空气处理回路进行转换，

所述导热油循环回路包括热油罐和冷油罐，

电加热回路设置有温控开关，温控开关分别与电路转换开关和热油罐电连接，

空气处理回路包括多级压气机、恒压储气罐和冷油罐多级空气透平，多级压气机与电路转换开关电连接，多级压气机的各级间均分别设置有级间冷却器以与空气进行热交换，多级压气机的出气侧通过级后冷却器与恒压储气罐的进气侧连通，所述级间冷却器的进油侧和所述级后冷却器的进油侧均与所述冷油罐的出油侧连通，所述级间冷却器的出油侧和所述级后冷却器的出油侧与所述热油罐的进油侧连通，所述多级空气透平的进气侧与所述恒压储气罐的出气侧连通。

进一步地，还包括第一控制器，

所述级间冷却器的进油侧和所述级后冷却器的进油侧与所述冷油罐的出油侧之间均分别设置有第一电动三通阀，每个所述第一电动三通阀均分别与所述第一控制器信号连接，