[发明专利]一种分布式供能压缩气体储能系统

摘要

本发明涉及一种可实现分布式供能的压缩气体储能系统，该系统在储能阶段利用富余电力完成水的电解，甲烷的制备，二氧化碳、甲烷和空气的压缩和地下存储，并完成空气压缩过程热的存储。在释能阶段，气体地下存储系统提供充足的甲烷、二氧化碳和空气，电解水系统和甲烷制备系统为二氧化碳释能系统和空气释能系统提供高温热量来源，保证二氧化碳释能系统与空气释能系统提供充足电能。空气压缩过程热与甲烷燃烧热用于热量供应，可根据用户对热量等级的差异提供不同品位的热量。空气释能系统膨胀后的空气为用户提供冷量供应。

主权项

一种分布式供能压缩气体储能系统，包括电解水单元、甲烷制备存储单元、空气存储释能单元、二氧化碳存储释能单元、储热供热单元和供冷单元，其特征在于，‑‑所述电解水单元包括通过管路连接的储水箱、电解设备、氧气收集器、氢气收集器、氧气存储器、氢气存储器，其中：所述储水箱供水口通过管路与电解设备相连；所述电解设备通过管路分别与氧气收集器和氢气收集器入口端相连通；所述氧气收集器出口端通过管路与氧气存储器的入口端相连；所述氢气收集器出口端通过管路与氢气存储器的入口端相连；‑‑所述甲烷制备存储单元包括通过管路连接的二氧化碳供应源、二氧化碳输运主管道、甲烷制备装置、甲烷注入井，其中：所述二氧化碳供应源通过管道连接二氧化碳输运主管道的入口端；所述二氧化碳输运主管道的出口端通过管道分别与甲烷制备装置和二氧化碳注入井的入口端连通；所述氢气存储器出口端与甲烷制备装置入口端通过管道相连通；所述甲烷制备装置出口端通过管道与甲烷注入井相连；‑‑所述空气存储释能单元包括通过管路依次连接的多级压缩机组、空气压缩换热器、空气注入井、空气地下存储器、空气开采井、空气燃烧加热器、多级空气透平机组，所述空气压缩换热器包括低压级空气换热器和高压级空气换热器，其中：所述多级压缩机组通过管路经过空气压缩换热器的热侧后与空气注入井相连通；所述空气注入井与空气地下存储器相连通；所述空气地下存储器与空气开采井相连通；所述空气开采井通过管道与空气燃烧加热器入口端相连通；所述空气燃烧加热器入口端还通过管路分别与空气侧甲烷开采井、氧气存储器出口端相连通，所述空气侧甲烷开采井与甲烷注入井连通；所述空气燃烧加热器出口端通过管路与多级空气透平机组入口端相连通；所述多级空气透平机组出口端通过管路与二氧化碳输运主管道相连通；‑‑所述二氧化碳存储释能单元包括二氧化碳注入井、供电模式二氧化碳开采井、高压级二氧化碳膨胀机、低压级二氧化碳膨胀机，其中：所述二氧化碳注入井出口端与地下存储容腔相连通；所述地下存储容腔与供电模式二氧化碳开采井入口端相连通；所述供电模式二氧化碳开采井出口端与所述高压级二氧化碳膨胀机入口端通过管路相连通；所述高压级二氧化碳膨胀机出口端经过并联的无供电管路和辅助供电管路与二氧化碳输运主管道相连通，辅助供电管路上设有低压级二氧化碳膨胀机，管路经过所述储热供热单元中的二氧化碳侧燃烧室冷侧后连通所述低压级二氧化碳膨胀机入口端；‑‑所述储热供热单元包括低压级储热器、高压级储热器、低压级储热换热器、高压级储热换热器、二氧化碳侧燃烧室、二氧化碳侧燃烧室余热利用换热器，其中：所述低压级储热器入口端经过低压级空气换热器的冷侧管路与所述储水箱的供水端相连接，所述高压级储热器入口端经过高压级空气换热器的冷侧管路与所述储水箱的供水端相连接；所述低压级储热器出口端经过低压级储热换热器的热侧管路与所述储水箱的回水端相连接，所述高压级储热器出口端经过高压级储热换热器的热侧管路与所述储水箱的回水端相连接；所述二氧化碳侧燃烧室入口端通过管路分别与二氧化碳侧甲烷开采井、氧气存储器出口端相连通，所述二氧化碳侧甲烷开采井与甲烷注入井连通，所述二氧化碳侧燃烧室经过并联的无供热管路和供热管路与二氧化碳输运主管道相连通，供热管路与二氧化碳侧燃烧室余热利用换热器热侧连通；‑‑所述供冷单元包括空气膨胀装置、冷量利用换热器，其中：所述空气膨胀装置入口端通过管路与空气开采井相连通；所述空气膨胀装置出口端管路与冷量利用换热器冷侧相连通。