一种抽水压缩空气储能系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102797613A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102797613A(43)申请公布日2012.11.28(21)申请号201110137038.X(22)申请日2011.05.25(71)申请人中国科学院工程热物理研究所地址100190北京市海淀区北四环西路11号(72)发明人陈海生严晓辉张雪辉孟爱红谭春青(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人周国城(51)Int.Cl.F03B13/00(2006.01)F03B13/06(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书66页页附图附图88页(54)发明名称一种抽水压缩空气储能系统(57)摘要本发明公开了一种抽水压缩空气储能系统，涉及电力存储技术，该系统在用电低谷时通过水泵将水从蓄水池压入气压罐使罐内气体受到压缩，从而将电能转化为空气的内能存储起来；在用电高峰时，气压罐中高压空气将水压出，经输水管道驱动水轮机并带动发电机发电。本发明的系统利用气压罐工作特点，使抽水储能和压缩空气储能系统微型化，从而解决了大规模抽水储能系统和传统压缩空气储能系统对地理条件的依赖问题。同时具有造价低、不受储能周期限制、适用于各种类型电源、对环境友好等特点，具有广阔的应用前景。CN1027963ACN102797613A权利要求书1/2页1.一种抽水压缩空气储能系统，包括抽水储能机组、气压罐、蓄水池、阀门及输水管道；其特征在于：抽水储能机组至少有一电动机、一水泵、一水轮机、一发电机，蓄水池经输水管道、第一阀门与抽水储能机组的水泵入口相通连，水泵出口经输水管道经气压罐入口与内腔相通连；气压罐出口经输水管道、多个阀门、抽水储能机组的水轮机与蓄水池相通连；电动机驱动轴与水泵转轴固接，水轮机驱动轴与发电机转轴固接；其工作流程为：储能时，启动电动机驱动水泵将水从蓄水池经输水管道、阀门压入气压罐压缩空气存储；释能时，气压罐中的高压空气将水压出，经输水管道、阀门驱动水轮机，水轮机带动发电机发电。2.根据权利要求1所述的抽水压缩空气储能系统，其特征在于：所述多个阀门，为二个，分别设在抽水储能机组的水轮机两侧，第二阀门位于水轮机上游，第三阀门位于水轮机下游。3.根据权利要求1所述的抽水压缩空气储能系统，其特征在于：所述抽水储能机组，为四机式或三机式抽水储能机组，储能时，第一阀门开启，第二阀门、第三阀门、水轮机、发电机关闭；释能时，第二阀门、第三阀门开启，第一阀、电动机、水泵关闭。4.一种微型抽水压缩空气储能系统，包括抽水储能机组、气压罐、蓄水池、阀门及输水管道；其特征在于：抽水储能机组为可逆式抽水储能机组，包括可逆式电动-发电机、可逆式水泵-水轮机，可逆式电动-发电机与可逆式水泵-水轮机的传动轴固接；可逆式抽水储能机组经输水管道、多个阀门分别与气压罐内腔、蓄水池相通连；其工作流程为：储能时，开启多个阀门，启动可逆式电动-发电机驱动水泵将水从蓄水池经输水管道、多个阀门压入气压罐压缩空气存储；释能时，开启多个阀门，气压罐中的高压空气将水压出，经输水管道、多个阀门驱动可逆式水泵-水轮机，水轮机带动发电机发电。5.根据权利要求4所述的抽水压缩空气储能系统，其特征在于：所述多个阀门，为二个，分别设在抽水储能机组的两侧，第二阀门位于抽水储能机组上游，第三阀门位于抽水储能机组下游。6.根据权利要求1或4所述的抽水压缩空气储能系统，其特征在于：所述启动电动机的电源是常规电站低谷电、核电、风电、太阳能发电、水电或潮汐发电其中的一种或多种。7.根据权利要求1或4所述的抽水压缩空气储能系统，其特征在于：所述储能过程在电力低谷、可再生能源发电冗余时启用；释能过程在用电高峰、电力事故、可再生能源发电不符合要求时启用。8.根据权利要求1或4所述的抽水压缩空气储能系统，其特征在于：当有多台水泵、水轮机或可逆式水泵-水轮机时，多台水泵、水轮机或者可逆式水泵-水轮机为串联形式或者并联形式；并联形式中，各分轴与主驱动轴动连接。9.根据权利要求1或4所述的抽水压缩空气储能系统，其特征在于：所述气压罐，为立式或卧式的气囊式、隔膜式、全置换式的其中之一。2CN102797613A权利要求书2/2页10.根据权利要求1或4所述的抽水压缩空气储能系统，其特征在于：所述蓄水池，安装在地上或地下。11.根据权利要求1或4所述的抽水压缩空气储能系统，其特征在于：所述水泵、可逆式水泵-水轮机，其水泵是叶轮式泵或容积式泵；其水轮机是反击式水轮机或冲击式水轮机。12.根据权利要求11所述的抽水压缩空气储能系统，其特征在于：所述叶轮式泵，为轴流式、混流式或离心式其中之一；容积式泵，为齿轮泵、螺杆泵、罗茨泵或滑片泵其中之一。13.根据权利要求11所述的抽水压缩空气储能系统，其特征在于