[实用新型]利用采煤矿坑空气压缩储能的新能源协同发电系统

说明书

一种利用采煤矿坑空气压缩储能的新能源协同发电系统，包括新能源发电系统，新能源发电系统与电网并网连接，电网给压缩机系统供电，压缩机系统通过热能储能系统给发电机系统的透平提供热的压缩气体，发电机系统的发电机与电网并网连接；热能储能系统与地下采煤坑压缩空气室连通。本系统空气压缩储能可以充分利用采煤矿坑留下的巨大的可供利用空间进行储存压缩空气，利用采煤矿坑空气压缩储能与新能源协同发电，既能够利用煤矿坑的空间资源，又能够给电网补充电能。

技术领域

本实用新型属于发电系统领域，特别涉及一种利用采煤矿坑空气压缩储能的新能源协同发电系统。

背景技术

近10年风电、光电等新能源的迅速发展，在我国发电结构的所占比率越来越多，截止到2018年底，全国风电累计并网装机容量达到1.84亿kW，光伏累计装机容量达到1.74亿kW。风电、光伏属于清洁能源，虽然对环境很友好，但对电网的灵活性有很高的要求。风能和太阳能受季节、地点、气候等因素的影响具有随机性、间歇性和波动性的特点，不能维持稳定的常量供给。由于其发电稳定性和连续性较差，这就给风电并网后电力系统实时平衡、保持电网安全稳定运行带来巨大挑战，同时其运行方式必将受到电力系统负荷需求的诸多限制。因此，用电低峰时过剩能源的大规模存储和用电高峰时的蓄能高效发电成为制约太阳能和风能大规模发展的关键技术瓶颈。

煤炭在我国一次能源生产与消费中长期占主要地位，经过长期的高强度开发，我国资源枯竭的煤矿日益增多，还有很多煤矿因为安全不达标或生产成本过高而退出生产。再加上近年来国内能源转型和去产能政策的不断推进，越来越多的煤矿被迫停产废弃，我国煤矿数量已由20世纪90年代10万处左右减少到2016年底的不到8000处。煤炭开采引发矿山灾害、地表沉陷、水土流失及生态环境损害等问题，但同时在地下形成了巨大的可供利用空间。国内煤矿关闭后没有统筹和充分考虑废弃煤矿源的开发利用，造成了地下空间等资源的极大浪费。废弃煤矿如何更好地转型与发展已成为社会关注和研究的热点，关停矿井立体化、生态化、资源化等转型升级的开发理念与技术路径。

再有因电网规划配套不足、一些地区电网负荷不足时，都会直接影响风电、光伏发电的消纳。因此，需要电网中配套建设一定数量的储能电站。

发明内容

鉴于背景技术所存在的技术问题，本实用新型所提供的利用采煤矿坑空气压缩储能的新能源协同发电系统，空气压缩储能可以充分利用采煤矿坑留下的巨大的可供利用空间进行储存压缩空气，利用采煤矿坑空气压缩储能与新能源协同发电，既能够利用煤矿坑的空间资源，又能够给电网补充电能。

为了解决上述技术问题，本实用新型采取了如下技术方案来实现：

一种利用采煤矿坑空气压缩储能的新能源协同发电系统，包括新能源发电系统，新能源发电系统与电网并网连接，电网给压缩机系统供电，压缩机系统通过热能储能系统给发电机系统的透平提供热的压缩气体，发电机系统的发电机与电网并网连接；热能储能系统与地下采煤坑压缩空气室连通。

优选的方案中，所述的压缩机系统包括第一离合器、电动机和压缩腔，压缩腔内设有叶片转轴，电动机和叶片转轴之间通过第一离合器连接，电动机用于驱动叶片转轴压缩气体做功，电网用于给电动机提供的工作电源。

优选的方案中，所述的发电机系统还包括第二离合器，透平与发电机之间通过第二离合器连接。

优选的方案中，所述的新能源发电系统包括风能发电系统和光伏发电系统。

优选的方案中，所述的热能储能系统用于收集压缩机系统产生的热量并通过热能对压缩气体加热。

本专利可达到以下有益效果：