[实用新型]一种与燃煤发电和太阳能光热耦合的压缩空气储能系统

说明书

本发明涉及一种与燃煤发电和太阳能光热耦合的压缩空气储能系统，涉及新能源压缩空气储能技术领域，该系统包括：太阳能光热耦合的压缩空气储能系统、燃煤电站回热系统两个部分。其中，电网负荷低谷期，电网过剩电能压缩空气并储存在储气罐内，同时利用给水回热系统回收空气压缩时产生的热量；电网负荷高峰期，储气罐释放压缩空气，依次通过空气膨胀机的高温排气、给水回热系统和太阳能光热进行预热，然后在空气膨胀机中做功，提供更多电负荷。综上，整个系统借助回热系统将燃煤发电与太阳能光热耦合的压缩空气储能系统进行了紧密的结合，实现了储能，并提升了压缩空气的做功能力，提升了系统的热利用率，实现了能量梯级利用，简化了系统相关设备。

技术领域

本实用新型涉及新能源压缩空气储能技术领域，特别涉及一种与燃煤发电和太阳能光热耦合的压缩空气储能系统，具体涉及一种与燃煤发电和太阳能光热耦合的压缩空气储能系统。

背景技术

近年来，随着国民经济的快速发展，电网的电力负荷峰谷差逐渐加大，同时用户对基本用电电能质量的要求也越来越高，因此必须采取相应的措施，对电网中的不平衡负荷进行调整，从而起到保证电力系统稳定运行，满足用户需求的目的，即需要对电力负荷进行调峰。

通常情况下，电网依赖火电机组、燃气轮机机组等发电机组进行调峰。对发电机组进行配置时，预留负荷余量，即机组均工作于非满负荷的低效运行状态。在用电高峰时，提高发电机组出力，保证客户用电；在用电低谷时，降低机组的出力，达到电源侧及负荷侧的平衡；即依靠频繁调整负荷的方式进行电网调峰。这样的调峰状态不仅不经济、高效，同时也不利于机组的安全稳定运行。

近年来蓬勃发展的储能技术可以将用电低谷时电网中多余电能储存起来，在电网用电高峰时再将存储的电能以合理的方式释放出来，从而达到调峰/削峰填谷的目的。压缩空气储能对地理条件无特殊要求，并具有建造成本低，响应速度快，使用寿命长，储能容量大等特点，但传统的压缩空气储能也存在充放电效率较低、对化石能源具有依赖性的缺点。耦合新能源的绝热压缩空气系统作为新一代压缩空气技术，从提出这一概念以来就受到学术界的广泛关注。相比传统的压缩空气储能系统，它具有更高的充放电效率，并且避免了化石燃料的使用，是一种具有推广应用前景的大规模储能技术。

针对我国燃煤发电机组，提出燃煤电站储能优化运行，即燃煤电站热力系统与太阳能光热耦合的压缩空气储能系统，储存利用电网负荷低谷期时电网中的过剩电能。这种新提出的系统，通过燃煤电站热力系统和压缩空气系统的布置，对于燃煤电站热力系统而言，在电网负荷低谷期时，将电网中过剩电能以压缩空气机械能的形式储存在储气罐中，利用热力系统中部分凝结水来吸收空气压缩时所释放出的热量，同时为燃煤电站热力系统提供部分锅炉给水。实现了部分锅炉给水的供给、简化了燃煤电站热力系统设备，同时又提高了燃煤发电机组的调峰能力。在白天电网负荷高峰期时，释放压缩空气进入空气膨胀机做功发电，可以有效提升汽轮机组的发电能力，提高了汽轮机组的调峰能力。利用热力系统中部分锅炉给水来加热高压空气，利用太阳能光热再次加热高压空气，提升压缩空气的做功能力，同时将这部分锅炉给水回收为系统凝结水。

实用新型内容

本实用新型公开了一种与燃煤发电和太阳能光热耦合的压缩空气储能系统。该系统主要包括空气压缩机、空气冷却器、储气室、空气加热器、空气膨胀机、太阳能集热板等设备。本实用新型在电网负荷低谷期利用电网中的过剩电能驱动空气压缩机对空气压缩，将压缩空气储存在储气罐内，将利用热力系统中部分凝结水来吸收空气压缩时所释放出的热量，同时为燃煤电站热力系统提供部分锅炉给水；在白天电网负荷高峰期用电负荷高时，释放压缩空气进入空气膨胀机做功发电，增加机组的出功能力。通过空气压缩机的高温排气来预热从储气罐中释放的高压空气，利用热力系统中部分锅炉给水来加热高压空气，并利用太阳能光热再次加热高压空气，提升压缩空气的做功能力，同时将这部分锅炉给水回收为系统凝结水。通过本实用新型，可有效提升燃煤电站机组调峰能力、简化电站回热系统的相关设备，提升系统的热经济性。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：