CN108302325A - 储能传输系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种储能传输系统。该系统包括：多组储能传输装置，每组储能传输装置包括：压缩空气管道；至少一个第一能量转换单元，与压缩空气管道连通，用于将能量转换为空气能，将空气能存储在压缩空气管道；至少一个第二能量转换单元，与压缩空气管道连通，用于将压缩空气管道中的空气能转换为能量。通过本申请，解决了相关技术中以电力资源将西部能源输送至东部地区，造成的“三弃”问题或需要额外建设储能系统的问题。

Description

储能传输系统

技术领域

本申请涉及储能传输领域，具体而言，涉及一种储能传输系统。

背景技术

“西电东送”是将煤炭、风能资源、水能资源和光能资源丰富的西部省份的能源转化为电力资源，输送到电力紧缺的东部沿海地区。

针对上述将能源转化为电力资源进行输送，通常会因为东部沿海地区的电力需求具有高峰低谷区间，西部地区发电容易受到气候影响，且东西部能源传输受到地域因素限制等特点，进而造成额外的能源无法输送，产生“弃光”、“弃水”和“弃风”的问题，或需要额外配置储能系统，以便储存额外的能源。

针对相关技术中以电力资源将西部能源输送至东部地区，造成的“三弃”问题或需要额外建设储能系统的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请提供一种储能传输系统，以解决相关技术中以电力资源将西部能源输送至东部地区，造成的“三弃”问题或需要额外建设储能系统的问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种储能传输系统。该系统包括：多组储能传输装置，每组所述储能传输装置包括：压缩空气管道；至少一个第一能量转换单元，与所述压缩空气管道连通，用于将能量转换为空气能，将所述空气能存储在所述压缩空气管道；至少一个第二能量转换单元，与所述压缩空气管道连通，用于将所述压缩空气管道中的空气能转换为能量。

可选地，每组所述储能传输装置还包括：至少一个第一检测单元，设置于所述压缩空气管道内部，用于检测所述压缩空气管道内部的压力值。

可选地，每组所述储能传输装置还包括：至少一个阀门单元，设置于所述压缩空气管道内部，用于控制所述压缩空气管道内部的实际流通横截面。

可选地，每组所述储能传输装置包括：至少一个预留接口，设置于所述压缩空气管道上，用于连接以下装置之一：第一能量转换单元、第二能量转换单元、支线管路。

可选地，每组所述储能传输装置包括：第一处理器，连接所述第一检测单元和所述第一能量转换单元，其中，所述第一处理器用于根据所述第一检测单元获取所述压缩空气管道内部的压力值；判断所述压力值是否满足第一预设条件；在所述压力值满足第一预设条件的情况下，调控所述第一能量转换单元。

可选地，每组所述储能传输装置包括：第二处理器，连接所述第一检测单元和所述第二能量转换单元，其中，所述第二处理器用于根据所述第一检测单元获取所述压缩空气管道内部的压力值；判断所述压力值是否满足第二预设条件；在所述压力值满足第二预设条件的情况下，调控所述第二能量转换单元。

可选地，每组所述储能传输装置包括：第三处理器，连接所述阀门单元和所述第一检测单元，其中，所述第三处理器用于根据所述第一检测单元获取所述压缩空气管道内部的压力值；依据所述压力值调控所述阀门单元。

可选地，每组所述储能传输装置包括：至少一个第二检测单元，连接所述第一能量转换单元，用于检测所述第一能量转换单元转换为空气能的量值；至少一个第三检测单元，连接所述第二能量转换单元，用于检测所述第二能量转换单元将所述空气能转换为能量的空气能的量值。

可选地，所述传输系统还包括：连通单元，用于将多组所述储能传输装置连通。

通过本申请，采用以下装置：多组储能传输装置，每组储能传输装置包括：压缩空气管道；至少一个第一能量转换单元，与压缩空气管道连通，用于将能量转换为空气能，将空气能存储在压缩空气管道；至少一个第二能量转换单元，与压缩空气管道连通，用于将压缩空气管道中的空气能转换为能量，解决了相关技术中以电力资源将西部能源输送至东部地区，造成的“三弃”问题或需要额外建设储能系统的问题。进而达到了储存能源，以及能源的自适应输运与调配的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例提供的储能传输系统的每组储能传输装置的示意图；以及

图2是根据本申请实施例提供的储能传输系统的能量存储输送分配的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

根据本申请的实施例，提供了一种储能传输系统。

图1是根据本申请实施例的储能传输系统的每组储能传输装置的示意图。如图1所示，该系统包括多组储能传输装置，其中每组储能传输装置包括：压缩空气管道11、至少一个第一能量转换单元13、至少一个第二能量转换单元15。

具体地，压缩空气管道11；

至少一个第一能量转换单元13，与压缩空气管道11连通，用于将能量转换为空气能，将空气能存储在压缩空气管道11；

至少一个第二能量转换单元15，与压缩空气管道11连通，用于将压缩空气管道11中的空气能转换为能量。

需要说明的是：基于空气的自身性质，即自动由高压区向低压区流动，最终达到高低压平衡的状态，使得压缩空气管道11内部的空气能自动流向能源需求较大的区域内，实现空气能自适应分配的技术效果。

需要说明的是：基于空气的自身性质，即空气的压缩性能较大，也即可以将大量空气压缩至较小的体积内，且压缩空气管道11较长，即压缩空气管道11内部容积较大，因此可以压缩大量空气，即储存大量空气能，达到压缩空气管道11不仅可以传输空气能，还达到了储存大量的空气能的技术效果。

结合上述空气的两种自身性质，本申请的储能传输装置即达到了储存功能，还达到了对能量的输送起到缓冲作用，即“削峰填谷”的功能，实现能源的合理分配，同时还屏蔽掉了光伏、风力发电受气候、天气、用电负荷等因素影响而存在的电力不稳、消纳不完全等一些列的问题，进而在不同的第二能量转换单元15站点，该装置均可以稳定地输出其所需要的功率。

作为一种可选的示例，可以将其管道设置为贯通西部东部的压缩空气管道11，以便将西部能源输送至东部地区。

需要说明的是：能量包括：风能、电能、光能、潮汐能、水能、地热能等多种能量形式，且第一能量转换单元13和第二能量转换单元15并不受地域等因素限制。

作为一种可选的示例，第一能量转换单元13，可以将多种能量形式转换为电能，进而再将电能转换为空气能；同理，第二能量转换单元15，可以将空气能转换为电能或热能，再将电能或热能转换为其他形式能源，进而达到冷电热三联供的技术效果。

需要说明的是：为了提高系统效率，可选地，可以将压缩空气管道11设置于地下，并添加保温设施，降低其压缩空气管道11内部的空气能以热量的形式散失的部分。

本申请实施例提供的储能传输系统，通过多组储能传输装置，每组储能传输装置包括：压缩空气管道11；至少一个第一能量转换单元13，与压缩空气管道11连通，用于将能量转换为空气能，将空气能存储在压缩空气管道11；至少一个第二能量转换单元15，与压缩空气管道11连通，用于将压缩空气管道11中的空气能转换为能量，解决了相关技术中以电力资源将西部能源输送至东部地区，造成的“三弃”问题或需要额外建设储能系统的问题。进而达到了储存能源，以及能源的自适应输运与调配的效果。

为了保证实时监测传输系统，可选地，在本申请实施例提供的储能传输系统中，每组储能传输装置还包括：至少一个第一检测单元，设置于压缩空气管道11内部，用于检测压缩空气管道11内部的压力值。

通过在压缩空气管道11内部设置至少一个第一检测单元，达到了可以实时掌握压缩空气管道11内部的具体压力情况的技术效果，进而相关人员可以依据压缩空气管道11内部的具体压力情况对储能传输系统进行检测、维修、使用等操作。

需要说明的是，由于第一检测单元的数量为至少一个，因此第一检测单元的数量还可以为多个，当第一检测单元的数量越多，其检测压缩空气管道11的范围越大，进而相关人员可以依据大量的检查数据精准地判断压缩空气管道11内部的压力情况。

为了便于隔离压缩空气管道11内部的个别区域，可选地，在本申请实施例提供的能量的传输系统中，每组传输装置还包括：至少一个阀门单元，设置于压缩空气管道11内部，用于控制压缩空气管道11内部的实际流通横截面。

通过在压缩空气管道11内部设置阀门单元，进而达到了在发生突发状况后，可以将压缩空气管道11划分为多个区间，并相互隔离，防止突发状况进一步恶化。

其中，突发状况可以为压缩空气管道11内部的空气遭受污染，也可以为压缩空气管道11某处破裂。

为了便于后续添加第一能量转换单元13、第二能量转换单元15、支线管路，可选地，在本申请实施例提供的储能传输系统中，每组储能传输装置包括：至少一个预留接口，设置于压缩空气管道11上，用于连接以下装置之一：第一能量转换单元13、第二能量转换单元15、支线管路。

通过在压缩空气管道11上设置预留接口，使得在后续使用的过程中，发现需要添加第一能量转换单元13、第二能量转换单元15、支线管路时，可以通过预留接口添加上述装置，避免了该系统一次性建成后，无法依据后续各方面的变化作出适应性修改的情况发生。

需要说明的是：支线管路可以是将该储能传输装置的管路连接另一个储能传输装置的管路，也可以是连接位置距离较远的第一能量转换单元13或第二能量转换单元15。

为了避免压缩空气管道11的内部压力值过大，超过压缩空气管道11内部所能承受的压力值，可选地，在本申请实施例提供的储能传输系统中，每组储能传输装置包括：第一处理器，连接第一检测单元和第一能量转换单元13，其中，第一处理器用于根据第一检测单元获取压缩空气管道11内部的压力值；判断压力值是否满足第一预设条件；在压力值满足第一预设条件的情况下，调控第一能量转换单元13。

通过设置第一处理器，令第一处理器依据第一检测单元获取压缩空气管道11内部的压力值，进而比对该压力值是否处于危险压力值的范围内，在该压力值处于危险压力值的范围内时，禁止各个第一能量转换单元13储存空气能，其中，危险压力值的范围是会对压缩空气管道11造成影响的压力值范围。

需要说明的是：该储能传输装置还可以连接多个储存装置，以便发生上述状况时可以及时应对，避免对压缩空气管道11造成损害。

同时，为了避免压缩空气管道11的内部压力值过大，超过压缩空气管道11内部所能承受的压力值，可选地，在本申请实施例提供的储能传输系统中，每组储能传输装置包括：第二处理器，连接第一检测单元和第二能量转换单元15，其中，第二处理器用于根据第一检测单元获取压缩空气管道11内部的压力值；判断压力值是否满足第二预设条件；在压力值满足第二预设条件的情况下，调控第二能量转换单元15。

通过设置第二处理器，令第二处理器依据第一检测单元获取压缩空气管道11内部的压力值，进而比对该压力值是否处于危险压力值的范围内，在该压力值处于危险压力值的范围内的情况下，控制第二能量转换单元15将空气能转换为其他能源。

此外，还可以设置提醒单元，用于提醒压缩空气管道11内部的压力值过高，提醒工作人员，避免使用其他方式的能源进行工作，尽量使用空气能转换为其他能源，进而工作，以便缓解压缩空气管道11内部的压力。

为了更精准地调控流速，可选地，在本申请实施例提供的储能传输系统中，每组储能传输装置包括：第三处理器，连接阀门单元和第一检测单元，其中，第三处理器用于根据第一检测单元获取压缩空气管道11内部的压力值；依据压力值调控阀门单元。

通过设置第三处理器，并令第三处理器与第一检测单元和阀门单元连接，使得第三处理器可以依据压缩空气管道11内部各处的具体压力值，自动检测异常状况，根据异常状况分析出需要隔离的区域，进而调控阀门单元将该区域隔离，达到了自动检测异常状况，并自动隔离异常区域，防止异常状况蔓延的技术目的。

需要说明的是：上述异常状况可以为压缩空气管道泄漏的突发状况。

此外，第三处理器还可以连接其他检测单元，例如空气质量检测单元，其中空气质量检测单元设置于压缩空气管道内部，用于检查压缩空气管道内部的空气质量。

基于本申请适用于能量传输，因此需要对输入和输出的能量进行统计，以便管理，可选地，在本申请实施例提供的储能传输系统中，每组储能传输装置包括：至少一个第二检测单元，连接第一能量转换单元13，用于检测第一能量转换单元13转换为空气能的量值；至少一个第三检测单元，连接第二能量转换单元15，用于检测第二能量转换单元15将空气能转换为能量的空气能的量值。

通过设置第二检测单元和第三检测单元，检测第一能量转换单元13和第二能量转换单元15转换的能量，达到了对传输的能量有所掌握，以便对传输的能量进行掌控。

需要说明的是：上述对转换能量的检查还可以用于依据该转换能量的量值，进行相应的收付费处理，进而便于后续交易管理。

为了令传输系统具有更高的传输性能，可选地，在本申请实施例提供的储能传输系统中，传输系统还包括：连通单元，用于将多组储能传输装置连通。

通过令多组储能传输装置连通，使得多组储能传输装置可以交换其内部能量，便于能量的传输、流通和调配。

需要说明的是多组储能传输装置可以通过上述支线管路进行相应的连接。

图2是根据本申请实施例提供的储能传输系统的能量存储输送分配的示意图。如图2所示，该传输系统的连接关系如下所述：

首先，在西部省份太阳能资源丰富地区(例如：青海省海西蒙古族藏族自治州)建设⑤光伏电站，并建造电能驱动的空气压缩系统及其辅助设施。

其次，从海西地区铺设①压缩空气能存储输送主管到东部经济发达且能源匮乏区域(例如：S市)，管道总长度约2200km，管内径截面积为1㎡。在该管道途径的相关地区，在主管道上预留一定数量的④压缩空气能并入/获取预留接口/支线管路，为后续压缩空气能的并入或分配预留接口。根据测算，该管道约能满足S市5％的电力需求。

最后，在S市建造③压缩空气发电系统及相关设施，从①中获取压缩空气能进行发电供应S市使用，同时也可获得冷量供冷。由于①具有较大的容量，其压缩空气能供应平稳持续，S市可以获得优质电能。实现了“西能”东输。

此外，在沿途中，相关地区的大型光伏地面电站、分布式光伏电站、⑥风力发电系统等相关能源形式均可转换为压缩空气能后并入①，实现了能源的集合。同时，沿线相关地区(周边企业)也可通过④从①中获取压缩空气能，转换为电能支持当地的经济建设，电力需求多的区域压缩空气耗用量大，压缩空气会自行流向低气压区域，实现了能源的智能分配。

由于沿途经过的区域多，①具有巨大的容量，能起到良好的能量存储与缓冲作用，可满足数百MW以上装机的光伏电站、风电场的能量并入，自动起到电力的削峰填谷功能。所以可以较好地保障电能供应地持续性与稳定性。这种能量管理办法可以从根本上滤除光伏、风力所发的电受气象等不利因素的影响、电力不稳定的缺点，同时也能有效解决西部“弃光”、“弃风”问题，有效实现了西能东输。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种储能传输系统，其特征在于，所述系统包括多组储能传输装置，每组所述储能传输装置包括：

压缩空气管道；

至少一个第一能量转换单元，与所述压缩空气管道连通，用于将能量转换为空气能，将所述空气能存储在所述压缩空气管道；

至少一个第二能量转换单元，与所述压缩空气管道连通，用于将所述压缩空气管道中的空气能转换为能量。

2.根据权利要求1所述的传输系统，其特征在于，每组所述储能传输装置还包括：

至少一个第一检测单元，设置于所述压缩空气管道内部，用于检测所述压缩空气管道内部的压力值。

3.根据权利要求2所述的传输系统，其特征在于，每组所述储能传输装置还包括：

至少一个阀门单元，设置于所述压缩空气管道内部，用于控制所述压缩空气管道内部的实际流通横截面。

4.根据权利要求1所述的传输系统，其特征在于，每组所述储能传输装置包括：

至少一个预留接口，设置于所述压缩空气管道上，用于连接以下装置之一：第一能量转换单元、第二能量转换单元、支线管路。

5.根据权利要求2所述的传输系统，其特征在于，每组所述储能传输装置包括：

第一处理器，连接所述第一检测单元和所述第一能量转换单元，其中，所述第一处理器用于根据所述第一检测单元获取所述压缩空气管道内部的压力值；判断所述压力值是否满足第一预设条件；在所述压力值满足第一预设条件的情况下，调控所述第一能量转换单元。

6.根据权利要求2所述的传输系统，其特征在于，每组所述储能传输装置包括：

第二处理器，连接所述第一检测单元和所述第二能量转换单元，其中，所述第二处理器用于根据所述第一检测单元获取所述压缩空气管道内部的压力值；判断所述压力值是否满足第二预设条件；在所述压力值满足第二预设条件的情况下，调控所述第二能量转换单元。

7.根据权利要求3所述的传输系统，其特征在于，每组所述储能传输装置包括：

第三处理器，连接所述阀门单元和所述第一检测单元，其中，所述第三处理器用于根据所述第一检测单元获取所述压缩空气管道内部的压力值；依据所述压力值调控所述阀门单元。

8.根据权利要求1所述的传输系统，其特征在于，每组所述储能传输装置包括：

至少一个第二检测单元，连接所述第一能量转换单元，用于检测所述第一能量转换单元转换为空气能的量值；

至少一个第三检测单元，连接所述第二能量转换单元，用于检测所述第二能量转换单元将所述空气能转换为能量的空气能的量值。

9.根据权利要求1-8任意一项所述储能传输系统，其特征在于，所述传输系统还包括：

连通单元，用于将多组所述储能传输装置连通。