[发明专利]一种压缩空气和热泵储电耦合的储电系统及方法

说明书

本发明提供的一种压缩空气和热泵储电耦合的储电系统及方法，属于能量储存技术领域，压缩空气和热泵储电耦合的储电系统包括：热泵储电储能回路、热泵储电释能回路、压缩空气储能回路和压缩空气释能回路；本发明的压缩空气和热泵储电耦合的储电系统，通过在第一压缩机和第一膨胀机之间设置第一离合器，在第二压缩机和第二膨胀机之间设置第二离合器，可以实现热泵储电储能、释能回路和压缩空气储能、释能回路之间的转换，具有灵活度高、成本低、储能密度高等优点。

技术领域

本发明涉及能量储存技术领域，具体涉及一种压缩空气和热泵储电耦合的储电系统及方法。

背景技术

近年来，可再生能源正逐步成为新增电力重要来源，电网结构和运行模式都发生了重大变化。随着可再生能源的日益普及，以及电网调峰、提高电网可靠性和改善电能质量的迫切需求，电力储能系统的重要性日益凸显。

传统的压缩空气储能系统在用电低谷，将空气压缩并存于储气室中，使电能转化为空气的内能存储起来；在用电高峰，高压空气从储气室释放进入燃气轮机燃烧室同燃料一起燃烧，然后驱动透平发电。

热泵储电系统通常由压缩机、膨胀机、储热器和储冷器组成。其工作原理为，在储能时通过逆向布雷顿循环(热泵循环)将热能从储冷器内部“抽出”至储热器，并存储冷能与热能；当需要电能的时候，通过正向布雷顿循环(动力循环)将存储的热能和冷能转化为电能。

在现有技术中，不存在热泵储电和压缩空气储能耦合使用的情况，在使用的过程中，灵活度低。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的不存在热泵储电和压缩空气储能耦合使用的情况，在使用的过程中，灵活度低的缺陷，从而提供一种压缩空气和热泵储电耦合的储电系统。

本发明还提供一种压缩空气和热泵储电耦合的储电方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种压缩空气和热泵储电耦合的储电系统，包括：

热泵储电储能回路，由第一压缩机、蓄热器、第一膨胀机和蓄冷器通过管路依次连接而成；所述第一压缩机和所述第一膨胀机通过第一连接轴连接，所述第一连接轴上设置有第一离合器；

热泵储电释能回路，由蓄热器、第二膨胀机、蓄冷器、第二压缩机和发动机通过管路依次连接而成；所述第二膨胀机与发动机连接；所述第二膨胀机和第二压缩机通过第二连接轴连接，所述第二连接轴上设置有第二离合器；

压缩空气储能回路，由第一压缩机、蓄热器和储气罐通过管路依次连接而成；所述第一压缩机与发动机连接；

压缩空气释能回路，由储气罐、蓄热器、第二膨胀机通过管路依次连接而成。

作为优选方案，还包括：

换热器，设置在所述第二压缩机和所述蓄热器之间。

作为优选方案，还包括：

空气干燥机，设置在所述第一压缩机的进气端；所述空气干燥机和所述第一压缩机之间设置有第一阀门。

作为优选方案，所述第一压缩机、第二膨胀机和蓄热器之间通过三通连通；所述三通和所述第一压缩机之间设置有第七阀门；所述三通和所述第二膨胀机之间设置有第六阀门；所述三通和所述蓄热器之间设置有第八阀门；

所述蓄热器、储气罐和第一膨胀机之间通过三通连通；在蓄热器和三通之间设置有第九阀门；在储气罐和三通之间设置有第十三阀门；在三通和第一膨胀机之间设置有第十二阀门；所述第二压缩机通过管路连通设置在第十二阀门和第九阀门之间，且在管路上设置有第十阀门。

作为优选方案，