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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108757282A(43)申请公布日2018.11.06(21)申请号201810515653.1(22)申请日2018.05.25(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市碑林区咸宁西路28号(72)发明人王焕然严凯李丞宸刘明明张淑宇李瑞雄(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人徐文权(51)Int.Cl.F03B13/00(2006.01)F03B11/00(2006.01)F04B35/04(2006.01)F04B17/03(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称海上无坝抽水压缩空气储能系统及方法(57)摘要本发明一种海上无坝抽水压缩空气储能系统及方法,所述系统包括电力调配单元、储能回路和释能回路;储能回路包括依次连接的压缩机机组、水下气囊和水气共容舱;释能回路包括水轮机;水轮机进水口与水气共容舱的出水口相连;电力调配单元包括电动机/发电机和用于连接控制电动机/发电机的电力调度与控制中心;储能时,电动机/发电机的电动机端带动高压水泵向水气共容舱内注水储能;释能时,水气共容舱中的高压水驱动水轮机带动电动机/发电机的发电机端进行发电。所述方法包括预处理步骤、储能步骤和释能步骤。保证系统运行过程中具有稳定的工况和较高的发电效率,同时进一步提高了系统的经济性。CN108757282ACN108757282A权利要求书1/2页1.海上无坝抽水压缩空气储能系统,其特征在于,包括电力调配单元、储能回路和释能回路;所述的储能回路包括依次连接的压缩机机组、水下气囊(6)和水气共容舱(5);压缩机机组的空气入口连接大气,水下气囊(6)设置在海面以下且固定在海底,水气共容舱(5)上设置有与海水连通的高压水泵(4);所述的释能回路包括水轮机(3);水轮机(3)进水口与水气共容舱(5)的出水口相连;所述的电力调配单元包括电动机/发电机(11)和用于连接控制电动机/发电机(11)的电力调度与控制中心(12);电动机/发电机(11)的电动机输出端连接储能回路的压缩机机组输入端,电动机/发电机(11)的发电机输入端连接释能回路的水轮机(3)输出端;储能时,电动机/发电机(11)的电动机端带动高压水泵(4)向水气共容舱(5)内注水储能;释能时,水气共容舱(5)中的高压水驱动水轮机(3)带动电动机/发电机(11)的发电机端进行发电。2.根据权利要求1所述的海上无坝抽水压缩空气储能系统,其特征在于,压缩机机组由若干压缩机串联而成,在每个压缩机空气出口和下一压缩机空气入口间安装有一个换热器;第一级压缩机的空气入口连接大气,最后一级压缩机的空气出口依次连接最后一级换热器后连接水下气囊(6)的空气入口。3.根据权利要求1所述的海上无坝抽水压缩空气储能系统,其特征在于,压缩机机组中的换热器冷却回路输入端设置有进水口与海水连通的低压水泵(15)。4.根据权利要求1所述的海上无坝抽水压缩空气储能系统,其特征在于,水下气囊(6)外部罩有固定网罩(24);固定网罩(24)的多点连接柔性铆链结构,柔性铆链结构的另一端锚固于海底管桩基础。5.根据权利要求1所述的海上无坝抽水压缩空气储能系统,其特征在于,水下气囊(6)的进气管道和出气管道分别为进气高压软管(23)和出气高压软管(22),进气高压软管(23)和出气高压软管(22)采用锚接方式锚固于海底管桩基础上。6.根据权利要求1所述的海上无坝抽水压缩空气储能系统,其特征在于,压缩机机组通过高压进气电控阀门(16)向水下气囊(6)内压入高压空气,通过高压注气电控阀门(17)向水气共容舱(5)内压入高压空气进行补气;高压水泵(4)出口经高压加水电控阀门(19)与水气共容舱(5)相连;水下气囊(6)的空气出口经高压加气电控阀门(20)向水气共容舱(5)中压入高压空气;水轮机(3)进水口通过高压出水电控阀门(21)与水气共容舱(5)的出水口相连。7.根据权利要求1所述的海上无坝抽水压缩空气储能系统,其特征在于,所述系统内所有金属设备内外表面喷涂防腐涂层;水气共容舱(5)内水气表面添加有用于抑制空气在海水中的溶解性的表面活性剂。8.海上无坝抽水压缩空气储能方法,其特征在于,基于权利要求1所述的系统,包括,预处理步骤,通过压缩机组向水下气囊(6)充气加压的预处理过程;储能步骤,在电网电能过剩时,通过高压水泵(4)向水气共容舱(5)内注水,水在水气共容舱内与预压缩气体混合成为高压水,压缩水气共容舱(5)内的空气回流至水下气囊(6)内,当舱内气体达到设定压力时完成储能过程;释能步骤,在电网用电负荷高峰时,通过水气共容舱(5)内的海水在水下气囊(6)内高2CN108757282A权利要求书2/2页压气体的