CN106300401A - 一种复合型储能发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合型储能发电系统，包括两套空气压缩机，两套循环水容器，两套水轮发电机，变压器和多个阀门，两套空气压缩机分为上空气压缩机和下空气压缩机，两套循环水容器分为上循环水容器和下循环水容器，两套水轮发电机分为上水轮发电机和下水轮发电机，上空气压缩机与上循环水容器连通，且上空气压缩机与上循环水容器之间设有压力表和第一阀门，上循环水容器与上水轮发电机连接且之间设有第三阀门，上水轮发电机与变压器连接，变压器与国家电网连接。本发明一种复合型储能发电系统能够满足用电高峰和用电低谷时的用电需要，同时压缩高压空气到压缩空气机里面，能够实现能量储存。
Description
技术领域
本发明涉及发电设备技术领域，具体为一种复合型储能发电系统。
背景技术
奥巴马提出“电网2.0”概念，美国开始升级旧式电网并申请相关专利上百项；日本自核电危机以后，全面启动分布式发电及储能，相关部门已经投入上百亿资金扶持；国内十二五规划把智能电网和新能源发电做为国家战略发展目标。
电网是指由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与大电网并网运行，也可以孤立运行，并能通过固态开关在两种运行模式之间进行切换。
保持有功、无功功率平衡时对电力系统稳定的基本要求，对电网也是如此，但是由于分布式电源具有的间歇性和波动性特点，并且负荷的变化也具有随机性，给电网的稳定运行带来挑战。通过有效的储能技术可以很好地解决这一问题，储能管理系统监测分布式电源的状态，了解并预测分布式电源的出力，调节储能系统工作状态以维持功率平衡，减少分布式电源对电网产生的一系列不良影响。在微网孤岛运行时，储能系统可以平抑功率波动，保持供电频率稳定，以及在电网内部电压波动时，储能系统可以提供无功补偿，保持电压稳定，提高微网内的电能质量。此外，微网在并网与孤岛两种工作模式转换时，往往会有一定的功率缺额，此时安装在微网中的储能装置就能保证系统在这两种模式下的平稳过渡，保证系统的稳定。因此，储能技术对于实现微网的安全稳定运行、提高可再生能源利用效率起着重要的作用，储能技术成为微网核心技术之一。
电网对储能装置的要求包括：（1）保证供电质量，如电压补偿、微网切换瞬间的快速功率补偿；（2）保障供电可靠性，如在微网孤岛运行期间提供稳定电源；（3）提高新能源发电并网性能，如平抑风力、光伏出力的间歇性；（4）提高能源利用效率的能量优化管理，如在夜间存储多余的电能。现阶段微电网中可利用的储能装置主要包括铅酸蓄电池、钒电池、压缩空气储能、铁锂电池储能、飞轮储能、超导储能、超级电容储能。
为解决上述问题，因此，我们提出一种复合型储能发电系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合型储能发电系统，具备能够满足用电高峰和用电低谷时的用电需要，同时压缩高压空气到压缩空气机里面，能够实现能量储存的优点，解决了现有的发电设备不能满足用电高峰和用电低谷时的需要造成一定资源浪费的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种复合型储能发电系统，包括两套空气压缩机，两套循环水容器，两套水轮发电机，变压器和多个阀门，两套空气压缩机分为上空气压缩机和下空气压缩机，两套循环水容器分为上循环水容器和下循环水容器，两套水轮发电机分为上水轮发电机和下水轮发电机，上空气压缩机与上循环水容器连通，且上空气压缩机与上循环水容器之间设有压力表和第一阀门，上循环水容器与上水轮发电机连接且之间设有第三阀门，上水轮发电机与变压器连接，变压器与国家电网连接。
优选的，所述上循环水容器与下水轮发电机，且上循环水容器与下水轮发电机之间设有第四阀门。
优选的，所述下水轮发电机与下循环水容器连接，且下水轮发电机与下循环水容器之间设有第五阀门。
优选的，所述下循环水容器与下空气压缩机连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果：在用电高峰时压缩空气机的高压状态压缩空气通过驱动水容器的水形成流速驱动水轮发电机发电；用电低谷时循环水泵工作把循环水容器的水抽到水容器中，同时压缩高压空气到压缩空气机里面，能够实现能量的储存。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明系统框图；
图中：1-上空气压缩机，11-下空气压缩机，2-上循环水容器，21-下循环水容器，3-上水轮发电机，31-下水轮发电机，4-变压器，5-第一阀门，6-第二阀门,7-第三阀门,8-第四阀门,9-第五阀门,10-国家电网。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种复合型储能发电系统，包括两套空气压缩机，两套循环水容器，两套水轮发电机，变压器和多个阀门，两套空气压缩机分为上空气压缩机1和下空气压缩机11，两套循环水容器分为上循环水容器2和下循环水容器21，两套水轮发电机分为上水轮发电机3和下水轮发电机31，上空气压缩机1与上循环水容器2连通，且上空气压缩机1与上循环水容器2之间设有压力表和第一阀门5，上循环水容器2与上水轮发电机3连接且之间设有第三阀门6，上水轮发电机3与变压器4连接，变压器4与国家电网10连接。
所述上循环水容器2与下水轮发电机3连接，且上循环水容器2与下水轮发电机31之间设有第四阀门8。
所述下水轮发电机31与下循环水容器21连接，且下水轮发电机31与下循环水容器21之间设有第五阀门9。
所述下循环水容器21与下空气压缩机11连接。
本发明的工作原理：在用电高峰时：上压缩空气机1的10MPa压缩空气，通过打开第一阀门5驱动上循环水容器2的水形成一定流速，通过打开第三阀门7驱动上水轮发电机3发电，上水轮发电机3发的电通过变压器4并入电网10，满足高峰时刻的用电需求，发电状态第二阀门6、第四阀门8和第五阀门9是关闭状态；在用电低谷时：通过打开第四阀门8驱动下循环水容器21的水形成一定流速驱动下水轮发电机31发电，下水轮发电机31发的电并入国家电网使用，同时打开第二阀门6和第五阀门，压缩高压空气（10MPa）压缩到下空气压缩机11的气缸内部，储存能量。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种复合型储能发电系统，包括两套空气压缩机、两套循环水容器、两套水轮发电机、变压器和多个阀门，其特征在于：两套空气压缩机分为上空气压缩机（1）和下空气压缩机（11），两套循环水容器分为上循环水容器（2）和下循环水容器（21），两套水轮发电机分为上水轮发电机（3）和下水轮发电机（31），上空气压缩机（1）与上循环水容器（2）连通，且上空气压缩机（1）与上循环水容器（2）之间设有压力表和第一阀门（5），上循环水容器（2）与上水轮发电机（3）连接且之间设有第三阀门（6），上水轮发电机（3）与变压器（4）连接，变压器（4）与国家电网（10）连接。
2.根据权利要求1所述的一种复合型储能发电系统，其特征在于：所述上循环水容器（2）与下水轮发电机（31），且上循环水容器（2）与下水轮发电机（31）之间设有第四阀门（8）。
3.根据权利要求1所述的一种复合型储能发电系统，其特征在于：所述下水轮发电机（31）与下循环水容器（21）连接，且下水轮发电机（31）与下循环水容器（21）之间设有第五阀门（9）。
4.根据权利要求1所述的一种复合型储能发电系统，其特征在于：所述下循环水容器（21）与下空气压缩机（11）连接。
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