[发明专利]一种热泵储电耦合液化空气储能综合系统及储能方法

说明书

本发明提供了一种热泵储电耦合液化空气储能综合系统及储能方法，属于储能系统技术领域，其中，综合系统包括：热泵储电系统及液化空气储能系统；低温储罐；低温换热器，低温换热器与液化空气储能系统的管路相通；管路上靠近低温储罐的位置设有第一阀门及低温泵。本发明提供的热泵储电耦合液化空气储能综合系统，热泵储电系统和液化空气储能系统共用低温换热器，其中液化空气系统中的压缩空气经压缩后吸收低温换热器的低温冷能，产生液态空气存储至低温储罐内；热泵储电系统通过低温换热器实现低温冷能的热量交换，可以省去原热泵储电系统和液态空气储能系统的储冷器，大幅提高储能密度和降低储能成本，适用于大规模、高效的电能存储。

技术领域

本发明涉及储能系统技术领域，具体涉及一种热泵储电耦合液化空气储能综合系统及储能方法。

背景技术

热泵储电系统通常由压缩机、膨胀机、储热器和储冷器组成，在储能时通过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，通过动力循环将存储的热能和冷能转化为电能。

液化空气储能，是一种储能技术。即利用空气作为储能介质，通过电能与高压低温空气内能的相互转化，实现电能的储存和管理。在电网负荷低谷期，利用电能不断地从空气中取走热量而使其降温，制备液态空气储存在低温储罐中；在电网负荷高峰期，将存储的液化空气泵至高压，加热后推动膨胀机发电。

两者在工作过程中都需要储冷器，储冷器体积较大、成本较高。

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热泵储电系统和液化空气储能系统中需要储冷器，具有系统储能密度低和成本高的问题，从而提供一种不需要储冷器的热泵储电耦合液化空气储能综合系统及储能方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种热泵储电耦合液化空气储能综合系统，包括：

热泵储电系统及液化空气储能系统；

低温储罐，通过管路与液化空气储能系统连通；

低温换热器，所述管路穿过所述低温换热器的一侧，所述低温换热器的另一侧与所述热泵储电系统的管路相通；

所述管路上靠近低温储罐的位置设有低温泵。

可选的，所述低温储罐与液化空气储能系统之间的管路上设有支路，所述支路一端与所述低温储罐连通，另一端连通在低温储罐与液化空气储能系统之间的管路上，且连通位置位于所述低温换热器与第一阀门之间；

所述支路上设有第二阀门。

可选的，所述热泵储电系统包括第一发电机、第一压缩机、第一膨胀机、高温换热器、循环风机、蓄热器、第一电动机、第二压缩机、第二膨胀机；

所述蓄热器与循环风机通过循环管路连通，所述循环管路与所述高温换热器相连通；

所述第一发电机、第一压缩机和第一膨胀机通过轴连接，所述第一压缩机的出口通过管路与第一膨胀机的进口连通，所述第一压缩机的出口与第一膨胀机的进口之间的管路与所述高温换热器相连通；所述第一膨胀机的出口通过管路与所述低温换热器、第一压缩机的进口依次连通；

所述第一电动机、第二压缩机、第二膨胀机通过轴连接，所述第二压缩机的出口与所述高温换热器和第二膨胀机的进口依次连通；所述第二压缩机的进口与所述低温换热器、第二膨胀机的依次连通。

可选的，所述液化空气储能系统包括第二发电机、第二电动机、第三压缩机、第四压缩机、第三膨胀机、第四膨胀机、储能低压空气换热器、储能高压空气换热器、释能高压空气换热器、释能低压空气换热器、第一蓄热罐、第二蓄热罐；