[发明专利]一种水气双工质储能方法及系统

说明书

本发明公开了一种水气双工质储能方法及系统，气液共存舱的内部设置有用于隔绝热传递的绝热装置，气液共存舱的气体和液体入口分别与气体缓存舱和蓄水池连接用于储能；气液共存舱的液体出口与蓄水池连接用于释能；气液共存舱的气体出口经气液分离器分两路，一路与气体缓存舱的入口连接，另一路与蓄水池连接，用于气液分离和气体循环利用。本发明从根本上破解了现有储能系统储能容器在释能过程中由于气体温度降低导致系统做功能力不足的缺陷，并且解决了储能容器气体储量不足的问题，同时可灵活调整系统的做功能力。

技术领域

本发明属于电能存储技术领域，具体涉及一种水气双工质储能方法及系统。

背景技术

提升新能源电力供应比例已成为世界各国的共识，然而新能源资源与新能源发电功率存在瞬时强耦合关系。由于新能源固有的波动性和不确定性等特点，必然导致新能源发电供应量与电网用户侧的需求量无法完全匹配，进而引发严峻的“弃风/光”问题，具体表现为严峻的新能源消纳难题。

储能技术作为电力系统的一种过渡技术，可以有效缓解我国电网中电力负荷的波动，同时有效解决新能源发电过程中因波动性和间歇性所带来的并网难题，对推动能源绿色转型、保障能源安全、促进能源高质量发展具有重要意义。

目前，适用于大规模电能储存的只有抽水蓄能技术和压缩空气储能技术，但这两种储能技术均依赖于特殊地理环境，因此限制了上述两种储能技术在我国的广泛应用。为此，传统抽水压缩气体储能技术将抽水蓄能技术和压缩气体空气储能技术结合，试图从原理上解决上述两种储能技术存在的技术缺陷，但该系统在运行过程中仍存在下述问题：

(1)在释能过程中，随着储能容器内气体压力不断降低，其内部存储的高压气体温度迅速降低，导致储能过程中储存于储能容器中的压力势能无法完全释放，不仅降低了系统在释能过程中输出的电量，而且降低了系统的能量利用率；

(2)在系统的实际运行过程中，储能容器在检修或正常运行过程中易出现气体泄漏问题，导致储能容器面临内部气体储量不足的缺陷，因此系统在释能过程中的发电量无法满足设计需求，或储能容器虽密封性较好，但无法满足极端情况下用电负荷侧的电能需求激增，降低了系统的灵活运行特性。上述缺陷导致抽水压缩气体储能系统在商业应用推广中受到了极大限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种水气双工质储能方法及系统，通过在储能过程中将中压气体压缩至高温高压状态绝热存储，以及在释能结束后引射补气，从根本上破解了现有储能系统储能容器在释能过程中由于气体温度降低导致系统做功能力不足的缺陷，并且解决了储能容器气体储量不足的问题，同时可灵活调整系统的做功能力。

本发明采用以下技术方案：

一种水气双工质储能系统，包括气液共存舱，气液共存舱的内部设置有用于隔绝热传递的绝热装置，气液共存舱的气体和液体入口分别与气体缓存舱和蓄水池连接用于储能；气液共存舱的液体出口与蓄水池连接用于释能；气液共存舱的气体出口经气液分离器分两路，一路与气体缓存舱的入口连接，另一路与蓄水池连接，用于气液分离和气体循环利用。

具体的，绝热装置包括主浮球，主浮球的上部设置有绝热板，绝热板与主浮球之间设置有浮板，主浮球的下部设置有多个浮柱。

进一步的，主浮球表面均布大小不一的辅助浮球。

更进一步的，辅助浮球的直径沿主浮球表面从上至下逐渐增大。

更进一步的，主浮球、辅助浮球和浮柱均为空心结构，且主浮球与辅助浮球和浮柱之间均连通设置。

进一步的，浮柱在主浮球下部呈中心对称布置。

具体的，气体缓存舱的出口经增压机与气液共存舱的气体入口连接，用于将气体缓存舱内的中压气体加压至高温高压后储存于气液共存舱内。