CN108930627A - 一种定压抽水压缩气体储能系统及储能方法 - Google Patents

一种定压抽水压缩气体储能系统及储能方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108930627A
CN108930627A CN201810737016.9A CN201810737016A CN108930627A CN 108930627 A CN108930627 A CN 108930627A CN 201810737016 A CN201810737016 A CN 201810737016A CN 108930627 A CN108930627 A CN 108930627A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cabin
pressure gas
gas storage
water
energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810737016.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108930627B (zh
Inventor
王焕然
张淑宇
李瑞雄
刘明明
严凯
李丞宸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN201810737016.9A priority Critical patent/CN108930627B/zh
Publication of CN108930627A publication Critical patent/CN108930627A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108930627B publication Critical patent/CN108930627B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/06—Stations or aggregates of water-storage type, e.g. comprising a turbine and a pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K27/00—Plants for converting heat or fluid energy into mechanical energy, not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K3/00—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
    • F01K3/006—Accumulators and steam compressors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种定压储气抽水压缩空气储能系统及储能方法，通过设置高压恒压储气舱、水气共容舱和蓄水池，利用高位蓄水池和处于低位高压恒压储气舱中的水位差提供稳定的密封压力，大大降低了系统的投资成本，缩短储能系统的回收年限，提高系统运行经济性，避免了节流稳压过程中的能量损失，保证压缩机与膨胀机在恒定工况下运行，提高了系统效率，水气共容舱与蓄水池，以及高压恒压储气舱与近地面蓄水池分别构成抽水蓄能系统，即双抽水蓄能系统，储能过程和释能过程中，蓄水池与低位高压储气舱室内的水流动交换速度缓慢，水在流动过程中的损失较小，提高了高压恒压储气舱与近地面蓄水池构成的抽水蓄能系统效率。

Description

一种定压抽水压缩气体储能系统及储能方法
技术领域
本发明涉及电能物理储存领域，特别涉及一种定压抽水压缩气体储能系统及储能方法。
背景技术
能源是社会发展的前进动力，随着能源环境问题的日益突出，风能、太阳能等可再生能源受到越来越多的重视，但是由于可再生能源的波动性、随机性以及现有电网的调峰能力不足等问题给可再生能源的发展带来了巨大的挑战。储能系统作为电厂和电网之间的过渡系统，能够有效解决可再生能源的并网问题。此外，储能系统还能够平滑电网的负荷波动，提高电网的安全性和可调控性。现有的储能方式中，由于受到储能规模、放电时间、技术成熟度等因素的限制，目前只有压缩空气储能和抽水蓄能能够大规模应用。
然而压缩空气储能与抽水蓄能系统也有一定的缺点。压缩空气储能系统内部换热环节多，不可逆损失大，并且，为了保证较高的输出功率和效率，在发电阶段需要消耗大量燃料；抽水蓄能系统对地形及水源有较高的要求。、在现有技术中针对水-气共容舱电力储能系统在发电和储能过程中的变工况工作特性，采用恒压水-气共容舱电力储能系统(CN201210099690.1)，该恒压水-气共容舱电力储能系统利用蒸汽锅炉向水气共容舱内补充水蒸气，以保证水气共容舱内压力恒定，进而确保水轮机发电机组在稳定工况下运行发电。但是水蒸气的温度较高，会在一定程度上降低共容舱的安全性，并会加快水气共容舱的腐蚀。现有技术高压储气罐恒压的水-气共容舱电力储能系统(CN201410312066.4)，在储能过程中通过增压机将空气由水气共容舱输到高压储气罐中，释能过程中高压储气室中的空气经过稳压阀降至一固定压力后进入水气共容舱，达到使水气共容舱保持恒压的目的，该用高压储气罐恒压的水-气共容舱电力储能系统在储能过程中，高压储气罐内压力不断升高，增压机的背压增大，其流量不断变化引起水气共容舱内压力的波动；并且在发电过程中，高压储气室中的空气经过稳压阀压力降低，造成了能量损失；另外，高压储气罐投资成本巨大，降低了运行经济性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种定压抽水压缩气体储能系统及储能方法，以克服现有技术的不足。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种定压储气抽水压缩空气储能系统，包括高压恒压储气舱、水气共容舱和蓄水池，蓄水池高于高压恒压储气舱和水气共容舱，蓄水池底部出水口与高压恒压储气舱底部出水口连通，蓄水池与水气共容舱之间设有水轮机和水泵机，水轮机的进水口和水泵机的出水口连接至水气共容舱内底部，水轮机的出水口和水泵机的进水口连接至蓄水池内底部，水气共容舱与高压恒压储气舱之间设有压缩机和膨胀机，压缩机的排气口和膨胀机的进气口连接至高压恒压储气舱上端进气口，压缩机的回路进气口和膨胀机的排气口连接至水气共容舱的上端进气口，压缩机的排气口端管路段设有换热器，膨胀机的进气口端管路上设有换热器，膨胀机上连接有发电机，压缩机通过电动机驱动；水气共容舱与高压恒压储气舱上端进气口通过阀门连通。
进一步的，水轮机机组的排水口和水泵机的进水口通过第一三通阀接入蓄水池，水轮机机组的进水口和水泵机的排水口通过第二三通阀接入水气共容舱内底部。
进一步的，压缩机的排气口和膨胀机的进气口通过第三三通阀连接至高压恒压储气舱上端进气口，压缩机的回路进气口和膨胀机的排气口通过第四三通阀连接至水气共容舱的上端进气口。
进一步的，膨胀机入口的换热器加热的热源采用太阳能、工业余热或燃料加热。
进一步的，水气共容舱采用浅层地埋管、浅层洞穴或埋藏于浅层地下的人造容器，其内压力为0.5～2MPa。
进一步的，高压恒压储气舱采用矿洞、盐穴、废弃油井或气井。
进一步的，压缩机和膨胀机均为单级或多级。
进一步的，带进气加热器的单级膨胀机或者带进气加热器和级间加热器的多级膨胀机机组；多级增压机级间设置有冷却器。
进一步的，各连接管道口均采用密封连接，水气共容舱和高压恒压储气舱内均涂有密封材料。
一种定压储气抽水压缩空气储能系统的储能方法，包括以下步骤：
步骤1)、向高压恒压储气舱内充满水后进行注压，使高压恒压储气舱与水气共容舱内的压力平衡达到预设压力值；切断高压恒压储气舱与水气共容舱之间的阀门以及压缩机外部进气口；
步骤2)、利用水泵机将储水池内的水注入水气共容舱内同时将水气共容舱内的空气加压后注入高压恒压储气舱内，使水气共容舱内的水位达到最高水位停止注入，完成储能；
步骤3)、将储水池放入高压恒压储气舱内，利用膨胀机将高压恒压储气舱排出的气体进行转化成电能，同时利用水轮机将水气共容舱排出的水能进行转化收集，完成释能过程。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明一种定压储气抽水压缩空气储能系统，通过设置高压恒压储气舱、水气共容舱和蓄水池，利用高位蓄水池和处于低位高压恒压储气舱中的水位差提供稳定的密封压力，大大降低了系统的投资成本，缩短储能系统的回收年限，提高系统运行经济性，本发明利用高位蓄水池与处于低位的高压恒压储气舱之间的水位差产生压力实现高压储气舱内的压力恒定，避免了节流稳压过程中的能量损失，保证压缩机与膨胀机在恒定工况下运行，提高了系统效率，水气共容舱与蓄水池，以及高压恒压储气舱与近地面蓄水池分别构成抽水蓄能系统，即双抽水蓄能系统，储能过程和释能过程中，蓄水池与低位高压储气舱室内的水流动交换速度缓慢，水在流动过程中的损失较小，提高了高压恒压储气舱与近地面蓄水池构成的抽水蓄能系统效率。
进一步的，水轮机机组的排水口和水泵机的进水口通过第一三通阀接入蓄水池，水轮机机组的进水口和水泵机的排水口通过第二三通阀接入水气共容舱内底部，压缩机的排气口和膨胀机的进气口通过第三三通阀连接至高压恒压储气舱上端进气口，压缩机的回路进气口和膨胀机的排气口通过第四三通阀连接至水气共容舱的上端进气口，减少了管路连接，保证了控制准确率。
进一步地，本发明膨胀机入口前设置换热器，利用太阳能或工业余热等热源加热高压空气，提高了空气的做功能力，进而提高了系统效率和经济性。
本发明一种定压储气抽水压缩空气储能系统的储能方法，通过向高压恒压储气舱内充满水后进行注压，使高压恒压储气舱与水气共容舱内的压力平衡达到预设压力值，切断高压恒压储气舱与水气共容舱之间的阀门以及压缩机外部进气口，完成初步定压；当外界能源充足时，利用水泵机将储水池内的水注入水气共容舱内同时将水气共容舱内的空气加压后注入高压恒压储气舱内，使水气共容舱内的水位达到最高水位停止注入，完成储能，实现能量的储存，避免了能量的浪费，需要释放能量时，将储水池中的水放入高压恒压储气舱内，利用膨胀机将高压恒压储气舱排出的气体进行转化成电能，同时利用水轮机将水气共容舱排出的水能进行转化收集，完成释能过程，整个过程中，没有减压阀使用，避免了减压浪费能量，提高了能量的转化效率。采用膨胀机进行能量转化，避免了节流稳压过程中的能量损失，提高了系统效率与储能密度。
进一步的，储能和释能过程中，水气共容舱与高压恒压储气舱内的压力均保持恒定。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图。
其中，1、高压恒压储气舱；2、水气共容舱；3、蓄水池；4、水轮机；5、水泵机；6、压缩机；7、膨胀机；8、电动机；9、发电机；10、阀门；11、换热器；13、第三三通阀；14、第四三通阀；15、第一三通阀；16、第二三通阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
如图1所示，一种定压储气抽水压缩空气储能系统，包括高压恒压储气舱1、水气共容舱2和蓄水池3，蓄水池3高于高压恒压储气舱1和水气共容舱2，蓄水池3底部出水口与高压恒压储气舱1底部出水口连通，蓄水池3与水气共容舱2之间设有水轮机4和水泵机5，水轮机4的进水口和水泵机5的出水口连接至水气共容舱2内底部，水轮机4的出水口和水泵机5的进水口连接至蓄水池3内底部，水气共容舱2与高压恒压储气舱1之间设有压缩机6和膨胀机7，压缩机6的排气口和膨胀机7的进气口连接至高压恒压储气舱1上端进气口，压缩机6的回路进气口和膨胀机7的排气口连接至水气共容舱2的上端进气口，压缩机6的排气口端管路段设有换热器11，膨胀机7的进气口端管路上设有换热器11，膨胀机7上连接有发电机9，压缩机6通过电动机8驱动；水气共容舱2与高压恒压储气舱1上端进气口通过阀门10连通；蓄水池3与高压恒压储气舱1底部液柱产生的压力实现高压恒压储气舱1内的压力恒定；
具体的，水轮机4的排水口和水泵机5的进水口通过第一三通阀15接入蓄水池3，水轮机4的进水口和水泵机5的排水口通过第二三通阀16接入水气共容舱2内底部；
具体的，压缩机6的排气口和膨胀机7的进气口通过第三三通阀13连接至高压恒压储气舱1上端进气口，压缩机6的回路进气口和膨胀机7的排气口通过第四三通阀14连接至水气共容舱2的上端进气口；
膨胀机7入口的换热器11加热的热源可以采用太阳能或工业余热，也可以采用燃料加热。
工作过程中，水气共容舱2与高压恒压储气舱1内的压力均保持恒定不变；
水气共容舱2采用浅层地埋管、浅层洞穴或埋藏于浅层地下的人造容器，其内压力为0.5～2MPa；高压恒压储气舱采用矿洞、盐穴、废弃油井或气井，利用高位蓄水池和处于低位高压恒压储气舱中的水位差提供稳定的密封压力，大大降低了系统的投资成本，缩短储能系统的回收年限，提高系统运行经济性。水气共容舱2与蓄水池3，以及高压恒压储气舱1与蓄水池3分别构成抽水蓄能系统，即双抽水蓄能系统；储能过程和释能过程中，蓄水池3与低位高压储气舱室内的水流动交换速度缓慢，水在流动过程中的损失较小，提高了高压恒压储气舱1与蓄水池3构成的抽水蓄能系统效率。
压缩机6和膨胀机7均设置为单级或多级，带进气加热器的单级膨胀机或者带进气加热器和级间加热器的多级膨胀机机组；多级增压机级间设置有冷却器；膨胀机入口前均设置有加热器；
各连接管道口均采用密封连接，水气共容舱2和高压恒压储气舱1内均涂有密封材料。
本发明具体的工作过程及原理：
1、预压缩阶段：向高压恒压储气舱1内充满水，压缩机6从外界吸收空气，由电动机8驱动将空气压缩，压缩气体通过第四三通阀14、阀门10、第三三通阀13储存到水气共容舱2与高压恒压储气舱1中，此时阀门10打开，保持水气共容舱2与高压恒压储气舱1的压力平衡，此时高压恒压储气舱1中的水部分进入储水池3内，压缩机6可根据所需压比大小确定，采用2～3段压缩机串联，采用级间冷却的方式降低压缩机出口高压空气的温度以降低压缩机组的功耗；水气共容舱2内空气到达预定压力后，阀门10关闭；水泵机5开始工作，将蓄水池3中的水泵到水气共容舱2中，当水气共容舱2中的水到达水位下限时，水泵机5与压缩机6停止工作，与此同时，水气共容舱2中的空气通过第四三通阀14，经过压缩机6压缩，流经换热器11冷却后储存到高压恒压储气舱1中，在此过程中，水泵机5中水与压缩机6中空气的体积流量相等，以保证水气共容舱2内的压力恒定，至此，本系统准备工作完毕，在以后储能和释能过程中，阀门10保持关闭状态，同时压缩机6的外部进气口关闭；
2、储能阶段：水泵机5由可再生能源或电网的富余电能驱动，将水由蓄水池3送到水气共容舱2，同时水气共容舱2中的空气通过第四三通阀14进入压缩机机6的入口，经过压缩后流经换热器11冷却后储存到高压恒压储气舱1中，高压恒压储气舱1中的水进入储水池3中，为了保证水气共容舱2内压力恒定，在此过程中保持水泵机5中水与压缩机6中空气的体积流量相等，当水气共容舱2内水位高度到达预定上限时储能过程结束；
3、释能阶段：高压恒压储气舱1中的高压空气通过第三三通阀13进入换热器12由太阳能或工业余热等热源加热，温度升高后流进膨胀机7的入口推动膨胀机7做功带动发电机9发出电能，膨胀至固定压力的空气经过第四三通阀14进入水气共容舱2内，同时，水气共容舱2内的水经过第二三通阀16进入水轮机4，推动水轮机发电做功，在此过程中，保持膨胀机7中空气与水轮机4中水的体积流量相等，以达到使水气共容舱2内压力保持恒定的目的，当水气共容舱2内水位高度到达预定下限时释能过程结束。
本发明系统中的各阀门均采用电子控制阀门，能够实现各阀门的精准启闭，同时高压恒压储气舱1、水气共容舱2和蓄水池3内均设有高低水位监测系统，高低水位监测系统连接整体控制系统；高压恒压储气舱1和水气共容舱2上端的进气口均设有启闭阀门；
本发明解决了传统抽水蓄能系统对地形和水源的适应性差、投资成本高、储能效率及密度较低的问题，具有众多优点：
1、本发明用膨胀机代替了节流阀，避免了节流稳压过程中的能量损失，提高了系统效率与储能密度。
2、本发明储能和释能过程中水气共容舱2及高压恒压储气舱1内的压力均保持恒定，从而保证压缩机6与膨胀机7能够工作在设计工况条件下，提高了系统的运行效率。
3、本发明采用压力较低的水气共容舱2采用浅层地埋管、浅层洞穴或埋藏于浅层地下的人造容器等，压力较高的高压恒压储气舱1采用矿洞、盐穴、废弃油井、气井等，采用高位蓄水池3和处于低位高压恒压储气舱1中的水位差提供稳定的密封压力，大大降低了系统的投资成本，缩短储能系统的回收年限，提高系统运行经济性。
4、本发明用太阳能或工业余热等热源对膨胀机7入口的高压空气加热，提高了高压空气的做功能力，从而提高了系统的储能密度以及效率。
5、本发明储能过程和释能过程中，蓄水池3进行储水，水在流动过程中的损失较小，提高了系统效率。

Claims (10)

1.一种定压储气抽水压缩空气储能系统，其特征在于，包括高压恒压储气舱(1)、水气共容舱(2)和蓄水池(3)，蓄水池(3)高于高压恒压储气舱(1)和水气共容舱(2)，蓄水池(3)底部出水口与高压恒压储气舱(1)底部出水口连通，蓄水池(3)与水气共容舱(2)之间设有水轮机(4)和水泵机(5)，水轮机(4)的进水口和水泵机(5)的出水口连接至水气共容舱(2)内底部，水轮机(4)的出水口和水泵机(5)的进水口连接至蓄水池(3)内底部，水气共容舱(2)与高压恒压储气舱(1)之间设有压缩机(6)和膨胀机(7)，压缩机(6)的排气口和膨胀机(7)的进气口连接至高压恒压储气舱(1)上端进气口，压缩机(6)的回路进气口和膨胀机(7)的排气口连接至水气共容舱(2)的上端进气口，压缩机(6)的排气口端管路段设有换热器(11)，膨胀机(7)的进气口端管路上设有换热器(11)，膨胀机(7)上连接有发电机(9)，压缩机(6)通过电动机(8)驱动；水气共容舱(2)与高压恒压储气舱(1)上端进气口通过阀门(10)连通。
2.根据权利要求1所述的一种定压储气抽水压缩空气储能系统，其特征在于，水轮机机组(4)的排水口和水泵机(5)的进水口通过第一三通阀(15)接入蓄水池(3)，水轮机机组(4)的进水口和水泵机(5)的排水口通过第二三通阀(16)接入水气共容舱(2)内底部。
3.根据权利要求1所述的一种定压储气抽水压缩空气储能系统，其特征在于，压缩机(6)的排气口和膨胀机(7)的进气口通过第三三通阀(13)连接至高压恒压储气舱(1)上端进气口，压缩机(6)的回路进气口和膨胀机(7)的排气口通过第四三通阀(14)连接至水气共容舱(2)的上端进气口。
4.根据权利要求1所述的一种定压储气抽水压缩空气储能系统，其特征在于，膨胀机(7)入口的换热器(11)加热的热源采用太阳能、工业余热或燃料加热。
5.根据权利要求1所述的一种定压储气抽水压缩空气储能系统，其特征在于，水气共容舱(2)采用浅层地埋管、浅层洞穴或埋藏于浅层地下的容器。
6.根据权利要求1所述的一种定压储气抽水压缩空气储能系统，其特征在于，高压恒压储气舱采用矿洞、盐穴、废弃油井或气井。
7.根据权利要求1所述的一种定压储气抽水压缩空气储能系统，其特征在于，压缩机(6)和膨胀机(7)均为单级或多级；带进气加热器的单级膨胀机或者带进气加热器和级间加热器的多级膨胀机机组；多级增压机级间设置有冷却器。
8.根据权利要求1所述的一种定压储气抽水压缩空气储能系统，其特征在于，各连接管道口均采用密封连接，水气共容舱(2)和高压恒压储气舱(1)内均涂有密封材料。
9.一种基于权利要求1所述定压储气抽水压缩空气储能系统的储能方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)、向高压恒压储气舱(1)内充满水后进行注压，使高压恒压储气舱(1)与水气共容舱(2)内的压力平衡达到预设压力值；切断高压恒压储气舱(1)与水气共容舱(2)之间的阀门以及压缩机(6)外部进气口；
步骤2)、利用水泵机(5)将储水池(3)内的水注入水气共容舱(2)内同时将水气共容舱(2)内的空气加压后注入高压恒压储气舱(1)内，使水气共容舱(2)内的水位达到最高水位停止注入，完成储能；
步骤3)、将储水池(3)放入高压恒压储气舱(1)内，利用膨胀机(7)将高压恒压储气舱(1)排出的气体进行转化成电能，同时利用水轮机(4)将水气共容舱(2)排出的水能进行转化收集，完成释能过程。
10.根据权利要求9所述的一种定压储气抽水压缩空气储能系统的储能方法，其特征在于，储能和释能过程中，水气共容舱(2)与高压恒压储气舱(1)内的压力均保持恒定。
CN201810737016.9A 2018-07-06 2018-07-06 一种定压抽水压缩气体储能系统及储能方法 Active CN108930627B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810737016.9A CN108930627B (zh) 2018-07-06 2018-07-06 一种定压抽水压缩气体储能系统及储能方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810737016.9A CN108930627B (zh) 2018-07-06 2018-07-06 一种定压抽水压缩气体储能系统及储能方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108930627A true CN108930627A (zh) 2018-12-04
CN108930627B CN108930627B (zh) 2020-10-27

Family

ID=64447742

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810737016.9A Active CN108930627B (zh) 2018-07-06 2018-07-06 一种定压抽水压缩气体储能系统及储能方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108930627B (zh)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110206598A (zh) * 2019-06-04 2019-09-06 中国科学院工程热物理研究所 一种基于间接储冷储热的热泵储能发电系统
CN110259625A (zh) * 2019-05-31 2019-09-20 西安交通大学 一种利用地下含水层的抽水压缩空气蓄能系统及方法
CN110848097A (zh) * 2019-11-19 2020-02-28 中国科学院电工研究所 一种气水沙蓄能电站
CN111396288A (zh) * 2020-03-31 2020-07-10 国网湖南省电力有限公司 一种基于压力恒定的发电系统
CN113339068A (zh) * 2021-06-04 2021-09-03 上海巨人能源科技有限公司 基于废弃煤矿矿洞资源的双重再利用储能供电系统
CN114016986A (zh) * 2021-09-28 2022-02-08 宁波大学 一种压气储能与增强型地热开采耦合系统
CN114046230A (zh) * 2021-09-28 2022-02-15 宁波大学 一种压气储能与含热水地层地热开采耦合系统
CN114738072A (zh) * 2022-04-28 2022-07-12 西安热工研究院有限公司 一种抽水恒压释放的压缩空气储能系统及方法
CN114754519A (zh) * 2022-03-21 2022-07-15 西安交通大学 一种利用地热井储能蓄热的抽水压缩空气储能系统及方法
CN114909196A (zh) * 2022-04-28 2022-08-16 西安热工研究院有限公司 一种抽水压缩等压释放空气储能系统及方法
CN114934869A (zh) * 2022-05-20 2022-08-23 西安热工研究院有限公司 一种低速等温压缩联合储能系统及方法
CN114962122A (zh) * 2022-05-30 2022-08-30 西安交通大学 一种低落差高水头的抽水压缩空气储能系统及方法
CN115333249A (zh) * 2022-10-13 2022-11-11 中国科学院电工研究所 混合工况压缩空气储能系统的控制方法
CN115875244A (zh) * 2023-02-13 2023-03-31 西安热工研究院有限公司 一种恒压全容量释能型压缩空气储能系统及储能方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102619668A (zh) * 2012-04-06 2012-08-01 王焕然 恒压水-气共容舱电力储能系统
CN104005802A (zh) * 2013-02-27 2014-08-27 中国科学院工程热物理研究所 压缩空气储能系统
CN104100441A (zh) * 2014-07-01 2014-10-15 西安交通大学 用高压储气罐恒压的水-气共容舱电力储能系统
US20150128579A1 (en) * 2013-11-12 2015-05-14 Shell Oil Company Method and system for storing energy
CN105756843A (zh) * 2016-03-18 2016-07-13 西安交通大学 一种双壳式抽水蓄能系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102619668A (zh) * 2012-04-06 2012-08-01 王焕然 恒压水-气共容舱电力储能系统
CN104005802A (zh) * 2013-02-27 2014-08-27 中国科学院工程热物理研究所 压缩空气储能系统
US20150128579A1 (en) * 2013-11-12 2015-05-14 Shell Oil Company Method and system for storing energy
CN104100441A (zh) * 2014-07-01 2014-10-15 西安交通大学 用高压储气罐恒压的水-气共容舱电力储能系统
CN105756843A (zh) * 2016-03-18 2016-07-13 西安交通大学 一种双壳式抽水蓄能系统

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110259625A (zh) * 2019-05-31 2019-09-20 西安交通大学 一种利用地下含水层的抽水压缩空气蓄能系统及方法
CN110206598A (zh) * 2019-06-04 2019-09-06 中国科学院工程热物理研究所 一种基于间接储冷储热的热泵储能发电系统
CN110206598B (zh) * 2019-06-04 2022-04-01 中国科学院工程热物理研究所 一种基于间接储冷储热的热泵储能发电系统
CN110848097A (zh) * 2019-11-19 2020-02-28 中国科学院电工研究所 一种气水沙蓄能电站
CN110848097B (zh) * 2019-11-19 2021-02-26 中国科学院电工研究所 一种气水沙蓄能电站
CN111396288A (zh) * 2020-03-31 2020-07-10 国网湖南省电力有限公司 一种基于压力恒定的发电系统
CN111396288B (zh) * 2020-03-31 2022-04-15 国网湖南省电力有限公司 一种基于压力恒定的发电系统
CN113339068A (zh) * 2021-06-04 2021-09-03 上海巨人能源科技有限公司 基于废弃煤矿矿洞资源的双重再利用储能供电系统
CN114016986A (zh) * 2021-09-28 2022-02-08 宁波大学 一种压气储能与增强型地热开采耦合系统
CN114046230A (zh) * 2021-09-28 2022-02-15 宁波大学 一种压气储能与含热水地层地热开采耦合系统
CN114016986B (zh) * 2021-09-28 2023-06-27 宁波大学 一种压气储能与增强型地热开采耦合系统
CN114754519B (zh) * 2022-03-21 2023-03-14 西安交通大学 一种利用地热井储能蓄热的抽水压缩空气储能系统及方法
CN114754519A (zh) * 2022-03-21 2022-07-15 西安交通大学 一种利用地热井储能蓄热的抽水压缩空气储能系统及方法
CN114909196A (zh) * 2022-04-28 2022-08-16 西安热工研究院有限公司 一种抽水压缩等压释放空气储能系统及方法
CN114738072A (zh) * 2022-04-28 2022-07-12 西安热工研究院有限公司 一种抽水恒压释放的压缩空气储能系统及方法
CN114738072B (zh) * 2022-04-28 2023-09-05 西安热工研究院有限公司 一种抽水恒压释放的压缩空气储能系统及方法
WO2023207015A1 (zh) * 2022-04-28 2023-11-02 西安热工研究院有限公司 一种抽水压缩等压释放空气储能系统及方法
CN114934869A (zh) * 2022-05-20 2022-08-23 西安热工研究院有限公司 一种低速等温压缩联合储能系统及方法
CN114962122A (zh) * 2022-05-30 2022-08-30 西安交通大学 一种低落差高水头的抽水压缩空气储能系统及方法
CN114962122B (zh) * 2022-05-30 2023-03-07 西安交通大学 一种低落差高水头的抽水压缩空气储能系统及方法
CN115333249A (zh) * 2022-10-13 2022-11-11 中国科学院电工研究所 混合工况压缩空气储能系统的控制方法
CN115333249B (zh) * 2022-10-13 2023-01-13 中国科学院电工研究所 混合工况压缩空气储能系统的控制方法
CN115875244A (zh) * 2023-02-13 2023-03-31 西安热工研究院有限公司 一种恒压全容量释能型压缩空气储能系统及储能方法
CN115875244B (zh) * 2023-02-13 2023-05-16 西安热工研究院有限公司 一种恒压全容量释能型压缩空气储能系统及储能方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108930627B (zh) 2020-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108930627A (zh) 一种定压抽水压缩气体储能系统及储能方法
CN203257492U (zh) 压缩空气电力储能系统
CN104121049B (zh) 压缩空气电力储能系统
CN105863751A (zh) 一种闭式低温压缩空气储能系统和方法
CN106499612B (zh) 无外加热源的压缩空气双储能系统
CN106567748B (zh) 非绝热气体膨胀的压缩空气储能系统
CN202970911U (zh) 一种新型流程的超临界空气储能系统
CN113006889B (zh) 一种绝热的近等温压缩空气储能系统及其运行方法
CN110578567A (zh) 一种利用工质变相的压缩空气定压储能发电系统
CN110259625A (zh) 一种利用地下含水层的抽水压缩空气蓄能系统及方法
CN103573315B (zh) 一种压缩空气和液压结合的微小型压缩空气储能系统
CN104454304A (zh) 一种基于水蒸汽与空气增压的抽水蓄能发电系统及方法
CN205805631U (zh) 一种闭式低温压缩空气储能系统
CN109973362A (zh) 基于双井结构热盐井的复合式压缩空气储能系统及方法
CN102392793B (zh) 一种以空气为介质的能量存储、释放的风力发电系统
CN206668482U (zh) 压缩超临界co2气体蓄能与太阳能结合的热发电系统
CN205137067U (zh) 一种液态气体制备压缩气体的装置
CN205779056U (zh) 利用液化天然气冷能的压缩空气储能系统
CN112901431B (zh) 一种近等温压缩空气储能系统及其运行方法
CN207299595U (zh) 一种太阳集热场与压缩气体储能联合运行系统
CN211900714U (zh) 一种热泵蓄能系统
CN103615357A (zh) 一种风能、太阳能、海浪能循环互补发电和海水淡化系统
CN114754519B (zh) 一种利用地热井储能蓄热的抽水压缩空气储能系统及方法
CN115450721A (zh) 适用于压缩空气储能系统变工况运行的压缩机联合运行系统及方法
CN102191958A (zh) 低温空气能发电装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant