CN103967691A - 一种实现远程储能发电的系统 - Google Patents

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Abstract

一种实现远程储能发电的系统，包括发电设备、高压气体发生装置、主高压气体输送管道和一个以上的远程用户；高压气体发生装置包括高压气泵和主高压气罐，发电设备向高压气泵供电，高压气罐与主高压气体输送管道连接；每个远程用户设有一个以上的用户供气罐，用户供气罐通过支路高压气体输送管道与主高压气体输送管道连接；用户供气罐与能量转换设备连接。晚上用户用电少发电厂发电富余的情况下，启动高压气泵，将空气压缩进主高压气罐中，从而实现电能向高压气体的分子势能的转换；主高压气罐通过主高压气体输送管道将高压气体输送到远处的远程用户使用；这些用电紧缺的远程用户可以利用该高压气体进行发电，从而解决用电紧缺的问题。

Description

一种实现远程储能发电的系统
技术领域
本发明涉及能量储能和输送，尤其是一种利用高压气体为介质实现远程储能及发电的系统。
背景技术
人们的生活和工作离不开电，没有了电的世界是无法想象的，人们的生活没有了电将是无趣乏味的，人们的生产没有了电将会停滞，会直接导致整个社会生产力崩溃。电能如此的重要，目前世界各国都相当的重视电能的开发，比较常用的发电设备有风力发电、水力发电、火力发电以及核能发电，变电站将发电设备发出来的电供应给人们的生活和生产中，在白天，人们的生产活动用电需求比较大，变电站的供电十分紧张，有时候甚至需要实行区域分开用电来解决用电紧缺的问题；而到了夜晚，人们的生产活动用电需求比较小，此时变电站的供电是富余，这些富余的电能无法投入到人们的生产生活中而最后导致浪费，被浪费的电能要是能重新被利用，无疑是能更好的解决白天人们生产生活的用电需求。然而要重新将富余被浪费的电量重新加以利用是比较困难的，需要解决能量的转换问题和能量的输送问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种实现远程储能发电的系统，能够将电能转化其他形式的能量进行储存和输送，然后再转换为电能，一定程度上解决了电能浪费及区域用电紧缺的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种实现远程储能发电的系统，其特征在于：包括发电设备、高压气体发生装置、主高压气体输送管道和一个以上的远程用户；所述高压气体发生装置包括高压气泵和与所述高压气泵连接的主高压气罐，所述发电设备向所述高压气泵供电，所述主高压气罐与所述主高压气体输送管道连接；每个所述远程用户设有一个以上的用户供气罐，所述用户供气罐通过支路高压气体输送管道与所述主高压气体输送管道连接；所述用户供气罐与能量转换设备连接；
所述能量转换设备包括第一储能发电单元和第二储能发电单元，所述第一储能发电单元包括高压气罐、两个以上的第一水池、第一水轮机组和第一风力发电机，所述第一水池上设有高压进气口、中压出气口、泄压口、回水口、补水口和供水口，所述高压气罐通过高压气管与所述第一水池连通，所述第一水池通过供水管与所述第一水轮机组的进水口连接，所述第一水轮机组的排水口通过回水管与所述第一水池连通，所述第一水轮机组驱动所述第一风力发电机；所述第二储能发电单元包括中压气罐、两个以上的第二水池、第二水轮机组和第二风力发电机，所述第二水池上设有中压进气口、泄压口、回水口、补水口和供水口，所述中压气罐通过高压气管与所述第二水池连通，所述第二水池通过供水管与所述第二水轮机组的进水口连接，所述第二水轮机组的排水口通过回水管与所述第二水池连通，所述第二水轮机组驱动所述第二风力发电机；所述用户供气罐与所述高压气罐连通，所述高压气罐通过高压气管与所述中压气罐连通，所述第一水池通过中压气管与所述中压气罐连通。
本发明的发电设备可以是发电厂，晚上用户用电少发电厂发电富余的情况下，启动高压气泵，将空气源源不断的压缩进主高压气罐中进行储存，从而实现电能向高压气体的分子势能的转换；主高压气罐通过主高压气体输送管道将高压气体输送到远处的远程用户使用；这些用电紧缺的远程用户可以利用用户供气罐中的高压气体进行发电，从而解决用电紧缺的问题。
作为改进，所述第一储能发电单元一共包括三个第一水池；所述第二储能发电单元一共包括三个第二水池。
作为改进，所述第一水池的泄压口处设有泄压阀，所述第二水池的泄压口处设有泄压阀。
作为改进，所述第一水池和第二水池上均设有水位计和压力表。
作为改进，所述供水管、回水管、高压气管和中压气管上均设有控制阀门。
作为改进，所述主高压气体输送管道上设有若干控制阀门。
作为改进，所述支路高压气体输送管道上设有增压设备和控制阀门。
作为改进，所述远程用户还包括一个以上的用户收集气罐，所述用户收集气罐通过高压气体回收管道与所述主高压气体输送管道连接，所述高压气体回收管道上设有增压设备和控制阀门。
本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：
本发明的发电设备可以是发电厂，晚上用户用电少发电厂发电富余的情况下，启动高压气泵，将空气源源不断的压缩进主高压气罐中进行储存，从而实现电能向高压气体的分子势能的转换；主高压气罐通过主高压气体输送管道将高压气体输送到远处的远程用户使用；这些用电紧缺的远程用户可以利用用户供气罐中的高压气体进行发电，从而解决用电紧缺的问题。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为高压气体输送系统与能量转换设备连接的示意图。
图3为能量转换设备结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种高压气体输送系统，包括发电设备1、高压气体发生装置、主高压气体输送管道5和一个以上的远程用户2。所述发电设备1可以是发电厂，如水力发电厂、风力发电厂、火力发电厂等；晚上用电空闲的时候，这些发电厂会产生富余的电量。所述高压气体发生装置包括高压气泵3和与所述高压气泵3连接的主高压气罐4，所述发电设备1向所述高压气泵3供电，所述主高压气罐4与所述主高压气体输送管道5连接；高压气泵3利用发电厂富余的电量进行工作，将空气源源不断的压缩进主高压气罐4中进行储存，从而将电能转换为高压气体的分子势能。所述远程用户2可以是用电紧缺的偏远地区或工业区，每个所述远程用户2设有一个以上的用户供气罐21和一个以上的用户收集气罐22；这些用户供气罐21根据该地区的用电需要进行布置，所述用户供气罐21通过支路高压气体输送管道24与所述主高压气体输送管道5连接，所述支路高压气体输送管道24上设有增压设备23和控制阀门6；所述用户收集气罐22通过高压气体回收管道25与所述主高压气体输送管道5连接，所述高压气体回收管道25上设有增压设备23和控制阀门6。如图2所示，所述用户供气罐21与能量转换设备7连接，从而将高压气体具有的分子势能转换成电能。
远程用户2将剩余的高压气体输送到用户收集气罐22中，用户收集气罐22中高压气体通过高压气体回收管重新返回主高压气体输送管道5中，实现能量的回收利用，节约能源。所述主高压气体输送管道5上设有若干控制阀门6，将相邻的两个控制阀门6关闭之后，相邻两个阀门之间就会形成一个高压气体储存单元，所述高压气体储存单元可单独对一个远程用户2输送高压气体。当主高压气体输送管道5上发生高压气体泄漏时，关闭该段的控制阀门6以保障主高压气体输送管道5的安全。
如图2、3所示，所述能量转换设备包括第一储能发电单元71和第二储能发电单元72，也可以根据实际情况设置更多的储能发电单元。所述第一储能发电单元71包括高压气罐711、三个第一水池712、第一水轮机组713和第一风力发电机714；所述用户供气罐21与所述高压气罐711连通，所述第一水池712上设有高压进气口、中压出气口、泄压口、回水口、补水口和供水口，所述泄压口处设有泄压阀；所述高压气罐711通过高压气管6与所述第一水池712连通，所述第一水池712通过供水管4与所述第一水轮机组713的进水口连接，所述第一水轮机组713的排水口通过回水管5与所述第一水池712连通，所述第一水轮机组713驱动所述第一风力发电机714。所述第二储能发电单元72包括中压气罐721、三个第二水池722、第二水轮机组723和第二风力发电机724；所述第二水池722上设有中压进气口、泄压口、回水口、补水口和供水口，所述泄压口处设有泄压阀；所述中压气罐721通过高压气管76与所述第二水池722连通，所述第二水池722通过供水管74与所述第二水轮机组723的进水口连接，所述第二水轮机组723的排水口通过回水管75与所述第二水池722连通，所述第二水轮机组723驱动所述第二风力发电机724。所述高压气罐711通过高压气管76与所述中压气罐721连通，所述第一水池712通过中压气管与所述中压气罐721连通。所述第一水池712和第二水池722上均设有水位计和压力表；所述供水管74、回水管75、高压气管76和中压气管上均设有控制阀门。
能量转换设备的工作原理：第一储能发电单元71和第二储能发电单元72可以同时工作；第一储能发电单元71工作时，可以有一个以上的第一水池712同时在工作，即多个水池向第一水轮机组713做功；处于工作状态的第一水池712设定为工作水池，没有工作的水池设定为备用水池。工作之前，工作水池中是装有水的，备用水池中是空的； 工作时，高压气罐711通过高压气管76将恒定压力的高压气体压缩进工作水池中，高压气体再工作水池中积聚并产生高压，该部分的高压气体具有较大的分子势能，其能对工作水池中的水产生巨大压力；在用电紧缺的时间或地方释，放工作水池中的水，在高压气体的压力下，工作水池能够向第一水轮机组713喷出具有巨大动能的水柱，水柱推动水轮机组转动，从而完成分子势能向机械能的转换；最后第一水轮机组713带动风力发电机发电，从而完成机械能向电能的转换。水轮机组排出的水通过回水管75重新回到备用水池中，工作水池的水全部用光后，剩余的中压气体将会通过中压气管进入到中压气管中，最后工作水池剩余的低压气体将会通过泄压口向大气排出。装满水的备用水池将会成为新的工作水池，并且重复上述步骤，完成能量的转换。第二储能发电单元72的工作原理与第一储能发电单元71工作原理一样，在这里不再详细叙述。
本发明高压气泵3得到发电设备1的供电后，将空气压缩到主高压气罐4中进行储存；主高压气罐4将高压气体释放到主高压气体输送管道5中，利用主高压气体输送管道5进行高压气体的远程输送；远程用户2通过支路高压气体输送管道24将主高压气体输送管道5中的高压气体引进用户供气罐21中进行储存；远程用户2需要发电时，将用户供气罐21中的高压气体释放并对能量转换装置做功，实现能量的转换，解决发电设备1富余电量的浪费以及远程用户2用电紧缺的问题。

Claims (8)

1.一种实现远程储能发电的系统，其特征在于：包括发电设备、高压气体发生装置、主高压气体输送管道和一个以上的远程用户；所述高压气体发生装置包括高压气泵和与所述高压气泵连接的主高压气罐，所述发电设备向所述高压气泵供电，所述主高压气罐与所述主高压气体输送管道连接；每个所述远程用户设有一个以上的用户供气罐，所述用户供气罐通过支路高压气体输送管道与所述主高压气体输送管道连接；所述用户供气罐与能量转换设备连接；
所述能量转换设备包括第一储能发电单元和第二储能发电单元，所述第一储能发电单元包括高压气罐、两个以上的第一水池、第一水轮机组和第一风力发电机，所述第一水池上设有高压进气口、中压出气口、泄压口、回水口、补水口和供水口，所述高压气罐通过高压气管与所述第一水池连通，所述第一水池通过供水管与所述第一水轮机组的进水口连接，所述第一水轮机组的排水口通过回水管与所述第一水池连通，所述第一水轮机组驱动所述第一风力发电机；所述第二储能发电单元包括中压气罐、两个以上的第二水池、第二水轮机组和第二风力发电机，所述第二水池上设有中压进气口、泄压口、回水口、补水口和供水口，所述中压气罐通过高压气管与所述第二水池连通，所述第二水池通过供水管与所述第二水轮机组的进水口连接，所述第二水轮机组的排水口通过回水管与所述第二水池连通，所述第二水轮机组驱动所述第二风力发电机；所述用户供气罐与所述高压气罐连通，所述高压气罐通过高压气管与所述中压气罐连通，所述第一水池通过中压气管与所述中压气罐连通。
2.根据权利要求1所述的一种实现远程储能发电的系统，其特征在于：所述第一储能发电单元一共包括三个第一水池；所述第二储能发电单元一共包括三个第二水池。
3.根据权利要求1所述的一种实现远程储能发电的系统，其特征在于：所述第一水池的泄压口处设有泄压阀，所述第二水池的泄压口处设有泄压阀。
4.根据权利要求1所述的一种实现远程储能发电的系统，其特征在于：所述第一水池和第二水池上均设有水位计和压力表。
5.根据权利要求1所述的一种实现远程储能发电的系统，其特征在于：所述供水管、回水管、高压气管和中压气管上均设有控制阀门。
6.根据权利要求1所述的一种实现远程储能发电的系统，其特征在于：所述主高压气体输送管道上设有若干控制阀门。
7.根据权利要求1所述的一种实现远程储能发电的系统，其特征在于：所述支路高压气体输送管道上设有增压设备和控制阀门。
8.根据权利要求1所述的一种实现远程储能发电的系统，其特征在于：所述远程用户还包括一个以上的用户收集气罐，所述用户收集气罐通过高压气体回收管道与所述主高压气体输送管道连接，所述高压气体回收管道上设有增压设备和控制阀门。
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