耦合压缩空气储能的恒压抽水储能系统和供能方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114542362A(43)申请公布日2022.05.27(21)申请号202210084305.XF04B39/00(2006.01)(22)申请日2022.01.21F04B41/02(2006.01)F24D15/00(2022.01)(71)申请人青海大学地址810036青海省西宁市城北区宁大路251号申请人青海省建筑建材科学研究院有限责任公司(72)发明人陈晓弢贾骐维刘成奎阿鑫方乐司杨麻林瑞郭永庆陈来军梅生伟(74)专利代理机构成都方圆聿联专利代理事务所(普通合伙)51241专利代理师王悦(51)Int.Cl.F03B13/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称耦合压缩空气储能的恒压抽水储能系统和供能方法(57)摘要本发明提供了一种耦合压缩空气储能的恒压抽水储能系统和供能方法，太阳能集热系统为供热系统供热；高位蓄水池、低位蓄水池之间设有水轮机B；水轮机B供电给压缩机；压缩机通过余热回收系统为供热系统供热；低位蓄水池、高位蓄水池均通过水泵与水气共容舱连接；水气共容舱、增压机、高压储气室、压缩机形成环路，并且水气共容舱、高压储气室之间还通过节流阀连接；高位蓄水池、水气共容舱均与水轮机A连接，水轮机A为供电系统供电；还包括水面光伏，水面光伏供电给压缩机。本发明利用压缩空气储能系统来弥补储能技术的不足，弥补了丰水期大量发电无法存储、枯水期无电可用的不足，提高了太阳能资源丰富的高原地区的多能联供水平。CN114542362ACN114542362A权利要求书1/1页1.耦合压缩空气储能的恒压抽水储能系统，其特征在于，包括太阳能集热系统；太阳能集热系统为供热系统供热；还包括高位蓄水池、低位蓄水池，高位蓄水池、低位蓄水池之间设有水轮机B；水轮机B供电给压缩机；压缩机通过余热回收系统为供热系统供热；低位蓄水池、高位蓄水池均通过水泵与水气共容舱连接；所述的水气共容舱、增压机、高压储气室、压缩机形成环路，并且水气共容舱、高压储气室之间还通过节流阀连接；高位蓄水池、水气共容舱均与水轮机A连接，水轮机A为供电系统供电；还包括水面光伏，水面光伏供电给压缩机。2.根据权利要求1所述的耦合压缩空气储能的恒压抽水储能系统的供能方法，包括以下过程：首先是气体预压缩阶段，由水上光伏和水轮机B产生的电能，驱动压缩机向水气共容舱和高压储气室内预先充入空气，使其内部压力达到额定值；如果容器密闭性良好且不发生漏气，则预压缩气体过程通常只进行一次；预压缩阶段结束后，进入储能阶段，水泵向水气共容舱内充水，随着水气共容舱内水位升高，水气共容舱中的气体压力升高；同时，水气共容舱内气体经增压机升压后，储存在高压储气室中，以达到充水储能过程中水气共容舱中气体压力恒定的目的；释能阶段，高压储气室中的气体经节流阀稳压后进入水气共容舱，推动水气共容舱内的水进入水轮机A发电；供热阶段，一部分热量由太阳能集热系统提供，另一部分由余热回收系统回收压缩阶段产生的压缩热；整个系统运行阶段，共有两处能量输出，一个是水轮机A输出电能，另一个是太阳能集热模块和余热回收系统输出的热能。2CN114542362A说明书1/3页耦合压缩空气储能的恒压抽水储能系统和供能方法技术领域[0001]本发明属于新型能源领域，具体涉及一种耦合压缩空气储能的恒压抽水储能系统和供能方法。背景技术[0002]目前，储能技术被认为是可再生能源整合和调峰的最佳解决方案之一。电化学储能和物理储能被广泛应用。然而，在高海拔极寒地区，电池储能(BES)的效率会大大降低，废弃的电池也会对环境造成污染。随着社会经济对能源的需求多元化发展，对于无污染的物理储能方式，例如抽水蓄能(PHES)和压缩空气储能(CAES)的研究日益增多，但由于这两种储能方式各有利弊，现有的CAES系统需要额外的热源来提高高压空气的温度。因此，将二者结合起来的耦合压缩空气储能的恒压抽水储能系统成为能源综合利用领域研究的热点，从而导致较高的能源存储成本。该系统相比传统的CAES具有简单、高效、低成本等优点。[0003]PHES通常配备可逆泵或发电机连接上、下水库。在非高峰时段，水泵利用来自电网的相对便宜的电力，将水从下游水库输送到上游水库，以储存能量。同时，在用电需求较大的时段，从上游水库放水发电，如果上下库均后期建造，那么整个系统成本较高。但可喜的是西北地区在水力发电方面有着得天独厚的地理条件，也已成功建成并投入运行了龙羊峡、李家峡、刘家峡等几座大型水电站，但是由于没有储能系统，丰水期有很多电力由于无法消耗也无法存储，就造成了大量浪费。同时，西北地区有着丰富的太阳能资源，光照强，日照时间长，也为光伏发电创造了得天独厚的条件；大面积的水电站的水库上可以搭建水上光伏以