[发明专利]一种液化空气与新能源耦合循环储能的装置系统和方法

说明书

本发明涉及一种液化空气与新能源耦合循环储能的装置系统和方法，所述装置系统包括空气压缩单元、空气液化储能单元、氢气储能单元、燃烧发电单元和机械发电单元；所述空气压缩单元和空气液化储能单元沿液态空气的制备方向依次连接；所述空气液化储能单元和氢气储能单元均与燃烧发电单元连接；所述空气压缩单元包括级间冷却机组；所述级间冷却机组中压缩装置与机械发电单元中风机和/或水轮机的增速齿轮箱同轴连接。所述方法采用所述装置系统，存储液态空气和氢气并燃烧发电。本发明提供的所述装置系统可以24小时灵活储存液态空气，不依赖用电低谷期额外的电力，环境友好，没有污染。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，具体涉及一种液化空气与新能源耦合循环储能的装置系统。

背景技术

为了平衡地区电力负荷与供应的关系，大规模、长时间储能技术已经成为当前电力技术研究的主要方向。

在众多储能技术中，可以大规模应用的技术主要为抽水蓄能、大容量电池储能和压缩空气储能。其中，抽水蓄能须建立在具有合适地势差和丰富水源的非严寒地带，受地理条件限制较高；大容量电池储能在经济性、安全性、循环寿命以及废旧电池处理等方面受到制约；压缩空气储能具有绿色、安全、长寿命等优点，但遗憾的是其严重依赖地理条件，储能密度低，难以广泛推广。

液态空气储能具有规模大、储能时间长、清洁低碳、安全、寿命长和不受地理条件限制等突出优点，且应用场景广泛，尤其是在可再生能源消纳、电网调峰调频、黑启动、分布式能源、微网和综合能源服务等领域具有特别的优势。与此同时，我国新能源发电规模不断扩大，新能源发电量占总发电量的比重也在不断提高，包括风能、水能、光伏及燃料电池，都将在未来占有更大的市场。

CN108240241A公开了一种利用新能源液化空气的储能发电系统，该系统利用大自然中的风能驱动压缩机工作，再将压缩后的空气液化，最终达到储能的目的。

CN112963207A公开了一种液化空气混合储能与发电一体化系统及方法，该方法通过风力发电、分布式光伏发电或电网电力供给压缩机，进行压缩空气，然后将空气液化，到达储能的目的。

以上液态空气的储能方法中，采用风能，风力发电和光伏发电等可再生能源发电以及电网电力驱动压缩机工作，均依赖于用电低谷时期的电能，当用电压力较大时，液态空气的储能系统受到电力的制约，不能24小时灵活储存液态空气，能量的利用率较低。

因此，如何将液化空气与新能源相结合，可24小时灵活储存液态空气并制造储存氢气，不依赖用电低谷期间多余电力是当前需要解决的问题。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种液化空气与新能源耦合循环储能的装置系统和方法，与现有技术相比，本发明提供的所述装置系统可24小时灵活储存液态空气并制造储存氢气，不依赖用电低谷期间多余电力，本发明提供的所述方法环境友好，无污染，能量利用率较高。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种液化空气与新能源耦合循环储能的装置系统，所述装置系统包括空气压缩单元、空气液化储能单元、氢气储能单元、燃烧发电单元和机械发电单元；所述空气压缩单元和空气液化储能单元沿液态空气的制备方向依次连接；所述空气液化储能单元和氢气储能单元均与燃烧发电单元连接；所述空气压缩单元包括级间冷却机组；所述级间冷却机组中压缩装置与机械发电单元中风机和/或水轮机的增速齿轮箱同轴连接。

本发明中，所述空气液化储能单元可以先与氢气储能单元连接，然后再与燃烧发电单元连接，也可以将空气液化储能单元和氢气储能单元分别与燃烧发电单元连接。