基于压缩空气储能发电系统的调相机系统及其运行方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114526134A(43)申请公布日2022.05.24(21)申请号202210106700.3F01K3/12(2006.01)(22)申请日2022.01.28F01K25/08(2006.01)F01D15/10(2006.01)(71)申请人中国能源建设集团江苏省电力设计F04B39/06(2006.01)院有限公司F04B41/02(2006.01)地址210036江苏省南京市鼓楼区渡江路10号(72)发明人凌晨宋坤林吴斌李季朱学成李睿翁海峰邹晗孙宇殷佳尉(74)专利代理机构南京纵横知识产权代理有限公司32224专利代理师董建林(51)Int.Cl.F01K13/00(2006.01)F01K3/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称基于压缩空气储能发电系统的调相机系统及其运行方法(57)摘要本发明公开了一种基于压缩空气储能发电系统的调相机系统及其运行方法，所述系统包括：压缩子系统、膨胀子系统、储气库、液力耦合器和发电机；压缩子系统包括压缩机和压缩侧换热器，压缩机吸入空气进行压缩得到高压气体，高压气体输入压缩侧换热器进行冷却后输入储气库；膨胀子系统包括透平机和膨胀侧换热器，储气库储存的高压气体输入膨胀侧换热器进行加热后输入透平机，高温高压气体进入透平机膨胀做功，透平机输出轴连接液力耦合器的输入端，液力耦合器的输出端连接发电机的输入端。本发能够改善电网无功功率支撑能力不足现象，能够保留机组原有的发电功能，又能够兼具调相机功能。CN114526134ACN114526134A权利要求书1/2页1.一种基于压缩空气储能发电系统的调相机系统，其特征在于，包括：压缩子系统、冷热循环子系统、膨胀子系统、储气库、液力耦合器和发电机；所述储气库的输入端通过气体管道与压缩子系统的输出端连接，所述储气库的输出端通过气体管道与所述膨胀子系统的输入端连接；所述膨胀子系统的输出端通过轴依次与液力耦合器、发电机连接；所述压缩子系统包括压缩机和压缩侧换热器，所述压缩机吸入空气进行压缩得到高压气体，高压气体输入所述压缩侧换热器进行冷却后输入所述储气库；所述膨胀子系统包括透平机和膨胀侧换热器，所述储气库储存的高压气体输入所述膨胀侧换热器进行加热后输入所述透平机，高温高压气体进入所述透平机膨胀做功，做功后的冷空气排入大气；所述透平机输出轴连接所述液力耦合器的输入端，所述液力耦合器的输出端连接所述发电机的输入端，所述液力耦合器用于调节透平机与发电机之间的转速关系；所述冷热循环子系统一端连接所述压缩侧换热器吸收压缩侧的热量，另一端连接所述膨胀侧换热器提供膨胀侧需要的热量。2.根据权利要求1所述的基于压缩空气储能发电系统的调相机系统，其特征在于，所述压缩侧换热器和所述膨胀侧换热器采用卧式管壳式散热器，换热器管侧循环工质为压缩空气，壳侧循环工质为储热介质。3.根据权利要求2所述的基于压缩空气储能发电系统的调相机系统，其特征在于，所述储热介质采用带压水。4.根据权利要求2所述的基于压缩空气储能发电系统的调相机系统，其特征在于，所述冷热循环子系统包括低温侧循环水泵、高温侧循环水泵、高温储热罐和低温储热罐，所述低温侧循环水泵的输入端连接低温储热罐，低温侧循环水泵输出端连接压缩侧换热器的壳侧进口，将低温储热介质输入压缩侧换热器壳侧，与管侧的压缩空气进行热交换，所述压缩侧换热器的壳侧出口连接所述高温储热罐的进口；所述高温储热罐出口连接所述高温侧循环水泵的输入端，所述高温侧循环水泵的输出端连接膨胀侧换热器的壳侧进口，将高温储热介质输入膨胀侧换热器壳侧，与管侧的压缩空气进行热交换，所述膨胀侧换热器的壳侧出口连接所述低温储热罐的进口。5.根据权利要求1所述的基于压缩空气储能发电系统的调相机系统，其特征在于，所述压缩机、所述压缩侧换热器、所述透平机、所述膨胀侧换热器和所述发电机的级数根据储气库边界参数进行选择，采用一级或者多级。6.根据权利要求1所述的基于压缩空气储能发电系统的调相机系统，其特征在于，所述膨胀子系统还包括调节阀，所述调节阀设于所述膨胀侧换热器与所述透平机之间的气体管路上。7.基于权利要求1～6所述的一种基于压缩空气储能发电系统的调相机系统运行方法，其特征在于，包括：所述压缩子系统和储气库为膨胀子系统提供高压气体；所述膨胀子系统以高压空气为工作介质，调节发电机转速，向电网输送无功功率。8.根据权利要求7所述的基于压缩空气储能发电系统的调相机系统运行方法，其特征在于，当发电机从盘车工况进入调相工况：2CN114526134A权利要求书2/2页逐渐开启透平机前的调节阀，使透平机带动发电机运转，当发电机转速达到3000转/分钟，发电机同期并网，并网后调节励磁系统，向电网提