[发明专利]一种与光热发电耦合的液态压缩空气储能系统及方法

说明书

本发明公开了一种与光热发电耦合的液态压缩空气储能系统及方法，包括光热发电系统，空气压缩储能系统以及空气膨胀释能系统：光热发电系统用于将太阳光转化为热能，一部分热能进入蒸汽发生器加热汽轮机组给水，驱动汽轮机组带动第一发电机发电；另一部分热能作为热源输送至液态压缩空气释能系统。本发明通过光热发电系统与液态压缩空气储能系统的耦合，将压缩空气储能过程的空气压缩热用于加热光热发电系统汽轮机组凝结水，排挤原有低压加热器组抽汽。在压缩空气储能系统释能发电时，利用光热发电系统高温熔盐加热空气膨胀机入口空气。

技术领域

本发明属于光热发电技术领域，涉及一种与光热发电耦合的液态压缩空气储能系统及方法。

背景技术

随着可再生能源的大规模并网发电，对电力系统安全稳定性提出了更高要求。建设大规模储能装置，是平抑可再生能源发电波动性、提高电力系统运行可靠性的有效手段之一。目前，发展较为成熟的储能技术主要有抽水蓄能、压缩空气储能、电化学储能等。其中，抽水蓄能虽效率较高，但地理条件要求苛刻；电化学储能存在寿命短、工业污染等问题。压缩空气储能技术具有寿命长、环境污染小、运行维护费用低等特点，具备规模化推广应用潜力。特别是液态压缩空气储能技术，通过将空气深冷液化实现压缩空气的液态存储，大幅缩小储存容积，极大地提升了系统储能密度。

液态压缩空气储能系统空气压缩过程中会产生大量圧缩热，同时释能过程中需要热源供给空气膨胀机入口空气加热需求。因此，常规液态压缩空气储能系统通常配置储热装置，导致系统投资增加且占地面积增大。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种与光热发电耦合的液态压缩空气储能系统及方法

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种与光热发电耦合的液态压缩空气储能系统，包括：

光热发电系统，所述光热发电系统用于将太阳光转化为热能，一部分热能进入蒸汽发生器加热汽轮机组给水，驱动汽轮机组带动第一发电机发电；另一部分热能作为热源输送至空气膨胀释能系统；汽轮机组的排汽经凝汽器换热后产生凝结水，凝结水一部分输送至空气压缩储能系统吸收空气圧缩热，另一部分经加热器组加热，之后返回蒸汽发生器；

空气压缩储能系统，所述空气压缩储能系统包括空气压缩机组，空气压缩机组的级间换热冷源来自汽轮机组的部分凝结水，空气经空气压缩机组后储存至液态压缩空气储罐中；

空气膨胀释能系统，所述空气膨胀释能系统包括空气膨胀机组，所述空气膨胀机组的热源来自光热发电系统产生的部分热能，液态压缩空气储罐中的液态压缩空气进入空气膨胀机组，空气膨胀机组带动第二发电机发电。

本发明进一步的改进在于：

所述光热发电系统包括吸热塔，所述吸热塔的周围布置若干定日镜，吸热塔的顶部设置吸热器，所述定日镜能够实时跟踪太阳光，将太阳光聚集到吸热器用于向热盐储罐提供热源，热盐储罐中的高温熔盐在出口处的热盐泵的驱动下一部分进入蒸汽发生器中，另一部分作为空气膨胀机组的热源；高温熔盐在蒸汽发生器中与汽轮机组的给水进行换热，换热后的低温熔盐进入冷盐储罐中，冷盐储罐中的低温熔盐通过在出口处的冷盐泵的驱动下进入吸热器。

所述加热器组包括低压加热器组和高压加热器组；经过空气压缩机组换热后的凝结水与经过低压加热器组加热后的凝结水汇合后经给水泵进入高压加热器组。

所述空气压缩储能系统还包括深冷液化装置，深冷液化装置的入口连接空气压缩机组的出口，深冷液化装置的出口连接气液分离器，气液分离器的液体出口与液态压缩空气储罐相连。