[实用新型]一种增压型压缩空气储能系统

说明书

本实用新型提供了一种增压型压缩空气储能系统，包括依次连接的压缩机机组、储气装置、可再生能源换热机组、膨胀机组以及压缩热回收装置，压缩机机组包括多个压缩机；膨胀机组包括多个膨胀机；膨胀机组连接有增压压缩机，用于增加总膨胀比，增压压缩机设置在不同膨胀机前，用于在膨胀机组的各级之间选择性吸收可再生能源热量；可再生能源换热机组包括多个可再生能源换热器。该增压型压缩空气储能系统利用压缩热和可再生能源热量加热膨胀机入口空气，当膨胀机入口温度提高后，通过在释能时采用增压压缩机加压实现多级膨胀机膨胀比的提升，膨胀机出口温度仍然接近常温，进而在促进可再生能源吸收的基础上，充分利用了热能，提高了系统效率。

技术领域

本实用新型属于储能领域，具体涉及一种增压型压缩空气储能系统。

背景技术

能源和环境问题的可持续发展是国民经济发展的基础，而解决电力行业中的能源环境问题是保证经济可持续发展的重要组成部分。可再生能源由于其“低碳”属性近些年得到了广泛关注，并得到迅速发展，为了达到“碳中和”目标，可再生能源入网比例有待进一步提高。同时，电力储能是调整能源结构、大规模发展可再生能源、提高能源安全的关键技术之一，大规模储能技术的研究具有重要理论和实践价值。

目前的储能系统有抽水蓄能、压缩空气储能、燃料电池、飞轮储能等，抽水蓄能和压缩空气储能具有储能密度大、输出功率大等特点，已被认为可大规模利用。其中，利用抽水蓄能方式储能的电站必须建设大坝，耗水量大，对生态也会造成一定得破坏。而压缩空气储能系统不耗水，对生态环境基本没有影响，具有初始投资成本低、效率高、无毒、寿命长等优点，具有较大的发展前景。但是，目前的压缩空气储能系统由于节流等其他因素导致了膨胀机膨胀比较低，膨胀机排气温度较高，使得压缩热未得到充分利用，进而储能系统的循环效率远低于其理论效率，造成能源浪费。

目前压缩空气储能系统对可再生能源耦合方式主要为风电驱动压缩机和太阳能加热膨胀机入口空气，但是可再生能源(如风能、太阳能等)本身一般都具有较强的间歇性和波动性问题，这就会导致压缩空气储能系统的吸纳能力有限(太阳能加热膨胀机入口空气温度而未做其他改变时使膨胀机排气温度升高，造成能源浪费，进而太阳能加热温度有限)。

现有技术中为了解决上述问题，提出了压缩机导叶/扩压器调节、膨胀机静叶调节、阀门节流/压力调节等变工况调节手段。其中，压缩机导叶/扩压器调节和膨胀机静叶调节手段下的系统变工况范围有限，而阀门节流/压力调节会产生较大的能量损失。

因此，需要提供一种能实现系统的高效宽工况运行的压缩空气储能系统。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型目的在于提供一种增压型压缩空气储能系统，该系统适用于多种压缩空气储能系统，包括蓄热式压缩空气储能系统、水下压缩空气储能系统和超临界压缩空气储能系统。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种增压型压缩空气储能系统，所述系统包括依次连接的压缩机机组、储气装置、可再生能源换热机组、膨胀机组以及压缩热回收装置，

所述压缩机机组包括多个压缩机；

所述膨胀机组包括多个膨胀机；

所述膨胀机组连接有增压压缩机，用于增加总膨胀比，

所述增压压缩机设置在不同膨胀机前，用于在膨胀机组的各级之间选择性吸收可再生能源热量；

所述可再生能源换热机组包括多个可再生能源换热器。

增压压缩机的入口和出口可采用多通阀和膨胀机组不同位置相连，根据负荷和可再生能源热量调整增压压缩机的入口和出口。改变增压压缩机入口和出口位置，进而在各级压缩机之间选择性地吸热可再生能源，实现了高效变工况。