CN111379626A - 压缩空气储能电站系统及运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及储能技术领域，公开了一种压缩空气储能电站系统及运行方法，包括：压缩机通过冷却器的高温侧与储气库连通，储气库通过主回热器的低温侧与主膨胀机连通，冷却器的低温侧的冷端和热端分别与蓄冷器和蓄热器连通，主回热器的高温侧的冷端和热端分别与蓄冷器和蓄热器连通，辅膨胀机通过联轴器与主膨胀机的轴系联结或脱开，辅回热器的低温侧的两端分别与储气库和辅膨胀机连通，辅回热器的高温侧的两端分别与蓄热器和蓄冷器连通。该压缩空气储能电站系统可使主膨胀机长时间处于无外部能耗的盘车备用状态，使得压缩空气储能电站可快速响应发电调度，且可进行高效的调相运行。

Description

压缩空气储能电站系统及运行方法

技术领域

本发明涉及储能技术领域，特别是涉及一种压缩空气储能电站系统及运行方法。

背景技术

储能尤其是电能的存储对能源结构优化和电网运行调节具有重大意义。压缩空气储能系统是一种新型蓄能蓄电技术。

压缩空气储能发电系统的工作原理与抽水蓄能相类似，当电力系统的用电处于低谷时，系统储能利用系统中的富余电量，压缩机驱动空气压缩机以压缩空气，把能量以压缩空气的形式储存在储气装置中；当电力系统用电负荷达到高峰，发电量不足时，系统释能，储气装置将储气空间内的压缩空气释放出来，并在燃烧室中与燃料混合燃烧，生成的高温气体在透平膨胀机中膨胀做功并带动发电机发电，完成了电能—空气势能—电能的转化。无补燃压缩空气储能系统摒弃了消耗燃料提升压缩空气做功能力的技术路线，利用绝热压缩在空气压缩过程中将电能分别转化为热能和空气势能并分别存储，此外，在发电过程中利用压缩空气储能系统自身热能加热透平膨胀机进气，满足了透平膨胀机对于入口温度的要求，并避免了系统碳排放。

作为一种电力调节型的储能系统，无补燃压缩空气储能系统需要应电网或电力用户调度需求快速响应，以最快速度进入满负荷空气压缩储能状态或空气膨胀发电状态。对于大型空气膨胀机而言，其由静止状态冲转至同期转速需要较长时间，且受限于膨胀机内部流道间隙的热涨效应，膨胀机流道结构要求进气温度按照一定升温速率逐渐升温，当温度升值至额定进气温度后，膨胀机才能进入满负荷工作状态，该过程同样需要消耗较长时间。同样地，大型空气膨胀机组与电网脱开后，由于轴系温度仍处于额定工作温度，直接停机将导致轴系侧弯，为避免轴系侧弯，大型空气膨胀机组停机后一般需要继续低速盘车数小时或连续盘车至下次启动，盘车过程不得不消耗大量的电力。作为储能机组，在电网非谷段消耗电力显然不符合储能系统移峰填谷的初衷。无补燃压缩空气储能机组中的空气膨胀发电机组特别适用于为电网提供无功补偿，从而实现调相运行，然而，调相运行模式下空气膨胀机的通流量较小，以额定工况设计的空气膨胀机组在此模式下效率严重退化。如何实现无补燃压缩空气储能系统膨胀机组快速启动及无电盘车，将成为其实际应用过程中需要进一步解决的技术问题。此外，提高无补燃压缩空气储能系统调相运行效率也有助于提升其在电网调相服务领域中的竞争力。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种压缩空气储能电站系统及运行方法，以解决现有技术中，压缩空气储能电站系统长时间盘车备用需额外消耗外部电力、无法对电网调度进行快速响应、无法进行高效的调相运行的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种压缩空气储能电站系统，包括：压缩机、储气库、主回热器、主膨胀机、冷却器、蓄热器、蓄冷器、辅膨胀机以及辅回热器，所述压缩机通过所述冷却器的高温侧与所述储气库连通，所述储气库通过所述主回热器的低温侧与所述主膨胀机连通，所述冷却器的低温侧的冷端和热端分别与所述蓄冷器和所述蓄热器连通，所述主回热器的高温侧的冷端和热端分别与所述蓄冷器和所述蓄热器连通，所述辅膨胀机通过联轴器与所述主膨胀机的轴系联结或脱开，所述辅回热器的低温侧的两端分别与所述储气库和所述辅膨胀机连通，所述辅回热器的高温侧的两端分别与所述蓄热器和所述蓄冷器连通。

其中，所述蓄冷器、所述蓄热器、所述冷却器、所述主回热器以及所述辅回热器形成蓄热回路，在所述蓄热回路内充满换热介质；所述压缩空气储能电站系统还包括与所述主膨胀机连接的发电机。

其中，所述压缩机和所述冷却器多级交替串联以构造成多级所述压缩机和多级所述冷却器，其中，在各级所述压缩机的后侧均设置所述冷却器，末级所述冷却器的高温侧与所述储气库连通。

其中，所述主膨胀机和所述主回热器多级交替串联以构造成多级所述主膨胀机和多级所述主回热器，各级所述主膨胀机的前侧均设置所述主回热器，首级所述主回热器的低温侧与所述储气库连通。

其中，所述压缩机的排气温度大于90℃且小于等于700℃。

其中，所述压缩机、所述储气库、所述主回热器、所述主膨胀机、所述冷却器、所述蓄热器、所述蓄冷器、所述辅膨胀机以及所述辅回热器间的连接管路均设有用于开关或流量调节的阀门以及用于参数测量的仪表，所述蓄热器和所述蓄冷器的出口分别设有用于驱动所述换热介质的循环泵。

根据本发明的第二方面，还提供一种压缩空气储能电站系统的运行方法，包括：步骤S1：所述辅回热器及所述辅膨胀机以第一进气流量运行，维持所述辅膨胀机、所述主膨胀机和发电机的轴系以盘车速度旋转备用；所述压缩空气储能电站系统接收发电指令，执行步骤S2或所述压缩空气储能电站系统接收调相指令，执行步骤S4；步骤S2：所述主回热器和所述主膨胀机开始进气并逐渐增大气量直至所述辅膨胀机、所述主膨胀机以及所述发电机的轴系转速大于所述盘车速度后，所述辅膨胀机与所述主膨胀机间的所述联轴器脱开，所述辅膨胀机减小进气量并逐渐停车，所述主膨胀机继续增大进气量直至所述主膨胀机和所述发电机的轴系达到同期转速，所述发电机开始加载，同时所述主膨胀机继续增大气量直至所述发电机达到所需出力并进入正常发电运行状态；所述压缩空气储能电站系统收到停止发电指令或所述储气库的储气量不足时，执行步骤S3；步骤S3：所述主膨胀机逐渐减小气量并开始卸载和减速，所述辅膨胀机同时开始通过所述辅回热器进气并升速至所述盘车速度，当所述主膨胀机和所述发电机的轴系转速降至所述盘车速度时，所述辅膨胀机和所述主膨胀机通过联轴器连接，所述主膨胀机切断进气，执行步骤S1；步骤S4：所述辅膨胀机开始增大气量并拖动所述辅膨胀机、所述主膨胀机和所述发电机的轴系升速至所述同期转速，然后根据电网无功补偿需求来增大或减小进气量；所述压缩空气储能电站系统收到停止调相指令或所述储气库的储气量不足时，执行步骤S1。

其中，所述压缩机启动后，当排气温度升至第一预设排气温度时，所述换热介质由所述蓄冷器通过所述冷却器向所述蓄热器流动；所述压缩机停机时，当排气温度降至第二预设排气温度时，所述蓄热介质停止流动；所述主膨胀机启动后，当进气温度升至预设进气温度时，所述换热介质由所述蓄热器通过所述主回热器向所述蓄冷器流动；所述主膨胀机停机时，所述蓄热介质停止流动。

其中，所述第一预设排气温度和所述第二预设排气温度均小于等于所述压缩机的排气温度；所述预设进气温度小于等于所述主膨胀机和所述辅膨胀机的实际进气温度。

(三)有益效果

本发明提供的压缩空气储能电站系统，与现有技术相比，具有如下优点：

本发明通过采用辅膨胀机和辅回热器，以使压缩空气储能电站系统的空气膨胀机以及发电机机组能够长期保持盘车备用状态，由于避免了大型机组由静止状态启动升速，能够大幅缩短机组启动至同期转速的时间。辅膨胀机针对小空气流量设计，特别适用于小流量空气的高效膨胀做功，能够以小流量空气高效驱动主膨胀机以及如下所述的发电机的轴系旋转盘车备用，一方面有助于主膨胀机的快速启动，另一方面也避免了主膨胀机在无盘车停机期间的轴系侧弯，同时又不会消耗电网电能，而是以电网低谷时段存储的压缩空气作为驱动能源。辅回热器同样针对小空气流量设计，避免了主回热器在空气流量降低后换热效果下降的问题。由于辅膨胀机及辅回热器针对小空气流量设计，在所需输出轴功较小、消耗气量较小时能够更加高效的运行，因而特别适用于系统参与电网调相时作为原动机使用，同时由于系统长期处于盘车备用状态，系统参与调相运行时的响应速度也得到大大提升。

附图说明

图1为本发明的实施例的压缩空气储能电站系统的整体结构示意图；

图2为本发明的实施例的压缩空气储能电站系统的运行方法的步骤流程示意图。

附图标记：

1：压缩机；2：储气库；3：主回热器；4：主膨胀机；5：冷却器；6：蓄热器；7：蓄冷器；8：辅膨胀机；9：辅回热器；10：发电机；1-1：驱动电机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1所示，图中示意性地显示了该压缩空气储能电站系统包括压缩机1、储气库2、主回热器3、主膨胀机4、冷却器5、蓄热器6、蓄冷器7、辅膨胀机8以及辅回热器9。

在本申请的实施例中，该压缩机1通过该冷却器5的高温侧与该储气库2连通，该储气库2通过该主回热器3的低温侧与该主膨胀机4连通，该冷却器5的低温侧的冷端和热端分别与该蓄冷器7和该蓄热器6连通，该主回热器3的高温侧的冷端和热端分别与该蓄冷器7和该蓄热器6连通，该辅膨胀机8通过联轴器与该主膨胀机4的轴系联结或脱开，该辅回热器9的低温侧的两端分别与该储气库2和该辅膨胀机8连通，该辅回热器9的高温侧的两端分别与该蓄热器6和该蓄冷器7连通。具体地，本发明通过采用辅膨胀机8和辅回热器9，以使压缩空气储能电站系统的空气膨胀机以及发电机机组能够长期保持盘车备用状态，由于避免了大型机组由静止状态启动升速，能够大幅缩短机组启动至同期转速的时间。辅膨胀机8针对小空气流量设计，特别适用于小流量空气的高效膨胀做功，能够以小流量空气高效驱动主膨胀机4以及如下所述的发电机10的轴系旋转盘车备用，一方面有助于主膨胀机4的快速启动，另一方面也避免了主膨胀机4在停机期间的轴系侧弯，同时又不会消耗电网电能，而是以电网低谷时段存储的压缩空气作为驱动能源。辅回热器9同样针对小空气流量设计，避免了主回热器3在空气流量降低后换热效果下降的问题。

如图1所示，在本申请的一个优选的实施例中，该蓄冷器7、该蓄热器6、该冷却器5、该主回热器3以及该辅回热器9形成蓄热回路，在该蓄热回路内充满换热介质。

需要说明的是，该换热介质可为液态工质。

如图1所示，在本申请的实施例中，该压缩空气储能电站系统还包括与该主膨胀机4连接的发电机10。

在本申请的一个优选的实施例中，该压缩机1和该冷却器5多级交替串联以构造成多级该压缩机1和多级该冷却器5，其中，在各级该压缩机1的后侧均设置该冷却器5，末级该冷却器5的高温侧与该储气库2连通。

在本申请的一个优选的实施例中，该主膨胀机4和该主回热器3多级交替串联以构造成多级该主膨胀机4和多级该主回热器3，各级该主膨胀机4的前侧均设置该主回热器3，首级该主回热器3的低温侧与该储气库2连通。

如图1所示，在本申请的一个优选的实施例中，该压缩机1的排气温度优选为大于90℃且小于等于700℃。

在本申请的一个优选的实施例中，该压缩机1、该储气库2、该主回热器3、该主膨胀机4、该冷却器5、该蓄热器6、该蓄冷器7、该辅膨胀机8以及该辅回热器9间的连接管路均设有用于开关或流量调节的阀门(图中未示出)以及用于参数测量的仪表(图中未示出)，该蓄热器6和该蓄冷器7的出口分别设有用于驱动该换热介质的循环泵(图中未示出)。

在本申请的一个具体的实施例中，电网负荷低谷或有可再生能源电力存储需求时，压缩空气储能电站系统中的驱动电机1-1(该驱动电机1-1与压缩机1连接)启动，用以驱动该压缩机1将环境空气压缩至高温高压后进入冷却器5，同时，蓄冷器7中的低温换热介质在循环泵的驱动下进入冷却器5；在冷却器5中，两股流体换热后，高温高压的空气释放压缩热后以常温高压的状态进入储气库2中存储，低温换热介质吸收压缩热后进入蓄热器6中存储。

在主膨胀机4侧，储气库2中的常温高压空气以小流量进入辅回热器9中，同时蓄热器6中的高温换热介质在循环泵的驱动下也进入辅回热器9中，两股流体换热后分别以高温高压空气和低温换热介质的形式排出，低温换热介质进入蓄冷器7中存储，高温高压空气则进入辅膨胀机8中膨胀做功。辅膨胀机8的工作流量较小，在小流量进气时具有最高的等熵效率，因而，能以较小的空气流量带动主膨胀机4和发电机10的轴系运转。

图1所示的压缩空气储能电站系统在无发电需求时，通过调节空气的进气流量，辅回热器9和辅膨胀机8会以较小的热量和高压空气损失保证主膨胀机4以及发电机10的轴系处于热备用状态，随时可立即冲转升速并加载发电；一旦电网或用户发出发电调度指令，储气库2中的常温高压空气便可立即以大流量进入主回热器3，被来自蓄热器6的高温换热介质加热至额定温度后进入主膨胀机4中膨胀做功、带动发电机10对外发电。在上述过程中，当主膨胀机4升速并超过盘车速度时，辅膨胀机8与主膨胀机4的轴系脱开，并逐渐减速、关闭进气。

主膨胀机4设计工作流量远大于辅膨胀机8，在大流量进气时具有最高的等熵效率，因而适用于输出大轴功率驱动发电机10发电。

发电过程结束时，主膨胀机4逐渐卸载、减小进气量，同时辅膨胀机8开始进气并逐渐增大进气量；当辅膨胀机8达到同期转速时通过连轴器与主膨胀机4的轴系连接，此时主膨胀机4完全甩负荷并全部关闭进气，由辅膨胀机8拖动旋转；辅膨胀机8进一步减小进气量使轴系减速至盘车速度，并保持转速至下一次发电过程开始。在上述过程中，也可以在主膨胀机4完全甩负荷降低至盘车速度时，将辅膨胀机8升速至盘车速度再与主膨胀机4的轴系连接。

图1所示的压缩空气储能电站系统还可以参与电网调相。辅膨胀机8拖动整个轴系低速盘车时，一旦受到电网调相指令，辅膨胀机8的进气量就会逐渐增大，轴系快速升至同期转速后发电机10并入电网，用作调相机使用，通过调整辅膨胀机8的进气量便可进一步实现发电机10输出的无功功率。

本发明通过采用辅回热器9和辅膨胀机8，使压缩空气储能电站系统的空气膨胀机及发电机机组能够长期保持盘车备用状态，由于避免了大型机组由静止状态启动升速，能够大幅缩短机组启动至同期转速的时间。辅膨胀机8针对小空气流量设计，特别适用于小流量空气的高效膨胀做功，能够以小流量空气高效驱动主膨胀机4以及发电机10的轴系旋转盘车备用，一方面有助于主膨胀机4的快速启动，另一方面也避免了主膨胀机4的无盘车停机期间的轴系侧弯，同时又不消耗电网电能，而是以电网低谷时段存储的压缩空气作为驱动能源。辅回热器9同样针对小空气流量设计，避免了主回热器3在空气流量降低后换热效果下降的问题。由于辅膨胀机8及辅回热器9针对小空气流量设计，在所需输出轴功较小、消耗气量较小时能够更加高效的运行，因而特别适用于系统参与电网调相时作为原动机使用，同时由于系统长期处于盘车备用状态，系统参与调相运行时的响应速度也得到大大提升。

如图2所示，根据本发明的第二方面，还提供了一种压缩空气储能电站系统的运行方法，包括：

步骤S1：该辅回热器9及该辅膨胀机8以第一进气流量运行，维持该辅膨胀机8、该主膨胀机4和该发电机10的轴系以盘车速度旋转备用；该压缩空气储能电站系统接收发电指令，执行步骤S2，或该压缩空气储能电站系统接收调相指令，执行步骤S4。

步骤S2：该主回热器3和该主膨胀机4开始进气并逐渐增大气量直至该辅膨胀机8、该主膨胀机4以及该发电机10的轴系转速大于该盘车速度后，该辅膨胀机8与该主膨胀机4间的该联轴器脱开，该辅膨胀机8减小进气量并逐渐停车，该主膨胀机4继续增大进气量直至该主膨胀机4和该发电机10的轴系达到同期转速，该发电机10开始加载，同时该主膨胀机4继续增大气量直至该发电机10达到所需出力并进入正常发电运行状态；该压缩空气储能电站系统收到停止发电指令或该储气库2的储气量不足时，执行步骤S3。

步骤S3：该主膨胀机4逐渐减小气量并开始卸载和减速，该辅膨胀机8同时开始通过该辅回热器9的盘车速度时，该辅膨胀机8和该主膨胀机4通过联轴器连接，该主膨胀机4切断进气，执行步骤S1。

步骤S4：该辅膨胀机8开始增大气量并拖动该辅膨胀机8、该主膨胀机4和该发电机10的轴系升速至该同期转速，然后根据电网无功补偿需求来增大或减小进气量；该压缩空气储能电站系统收到停止调相指令或该储气库2的储气量不足时，执行步骤S1。

在本申请的一个优选的实施例中，该压缩机1启动后，当排气温度升至第一预设排气温度时，该换热介质由该蓄冷器7通过该冷却器5向该蓄热器6流动。

该压缩机1停机时，当排气温度降至第二预设排气温度时，该蓄热介质停止流动。

该主膨胀机4启动后，当进气温度升至预设进气温度时，该换热介质由该蓄热器6通过该主回热器3向该蓄冷器7流动。

该主膨胀机4停机时，该蓄热介质停止流动。

在本申请的一个优选的实施例中，该辅回热器9和该辅膨胀机8在该主膨胀机4加载前或卸载后开始启动。

在本申请的一个优选的实施例中，该第一预设排气温度和第二预设排气温度小于等于该压缩机1的排气温度。

该预设进气温度小于等于该主膨胀机4和该辅膨胀机8的实际进气温度。

综上所述，本发明通过采用辅膨胀机8和辅回热器9，以使压缩空气储能电站系统的空气膨胀机以及发电机机组能够长期保持盘车备用状态，由于避免了大型机组由静止状态启动升速，能够大幅缩短机组启动至同期转速的时间。辅膨胀机8针对小空气流量设计，特别适用于小流量空气的高效膨胀做功，能够以小流量空气高效驱动主膨胀机4以及如下所述的发电机10的轴系旋转盘车备用，一方面有助于主膨胀机4的快速启动，另一方面也避免了主膨胀机4在停机期间的轴系侧弯，同时又不会消耗电网电能，而是以电网低谷时段存储的压缩空气作为驱动能源。辅回热器9同样针对小空气流量设计，避免了主回热器3在空气流量降低后换热效果下降的问题。由于辅膨胀机8及辅回热器9针对小空气流量设计，在所需输出轴功较小、消耗气量较小时能够更加高效的运行，因而特别适用于系统参与电网调相时作为原动机使用，同时由于系统长期处于盘车备用状态，系统参与调相运行时的响应速度也得到大大提升。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种压缩空气储能电站系统，其特征在于，包括：

压缩机、储气库、主回热器、主膨胀机、冷却器、蓄热器、蓄冷器、辅膨胀机以及辅回热器，所述压缩机通过所述冷却器的高温侧与所述储气库连通，所述储气库通过所述主回热器的低温侧与所述主膨胀机连通，所述冷却器的低温侧的冷端和热端分别与所述蓄冷器和所述蓄热器连通，所述主回热器的高温侧的冷端和热端分别与所述蓄冷器和所述蓄热器连通，所述辅膨胀机通过联轴器与所述主膨胀机的轴系联结或脱开，所述辅回热器的低温侧的两端分别与所述储气库和所述辅膨胀机连通，所述辅回热器的高温侧的两端分别与所述蓄热器和所述蓄冷器连通。

2.根据权利要求1所述的压缩空气储能电站系统，其特征在于，所述蓄冷器、所述蓄热器、所述冷却器、所述主回热器以及所述辅回热器形成蓄热回路，在所述蓄热回路内充满换热介质；

所述压缩空气储能电站系统还包括与所述主膨胀机连接的发电机。

3.根据权利要求1所述的压缩空气储能电站系统，其特征在于，所述压缩机和所述冷却器多级交替串联以构造成多级所述压缩机和多级所述冷却器，其中，在各级所述压缩机的后侧均设置所述冷却器，末级所述冷却器的高温侧与所述储气库连通。

4.根据权利要求1所述的压缩空气储能电站系统，其特征在于，所述主膨胀机和所述主回热器多级交替串联以构造成多级所述主膨胀机和多级所述主回热器，其中，各级所述主膨胀机的前侧均设置所述主回热器，首级所述主回热器的低温侧与所述储气库连通。

5.根据权利要求1所述的压缩空气储能电站系统，其特征在于，所述压缩机的排气温度大于90℃且小于等于700℃。

6.根据权利要求2所述的压缩空气储能电站系统，其特征在于，所述压缩机、所述储气库、所述主回热器、所述主膨胀机、所述冷却器、所述蓄热器、所述蓄冷器、所述辅膨胀机以及所述辅回热器间的连接管路均设有用于开关或流量调节的阀门以及用于参数测量的仪表，所述蓄热器和所述蓄冷器的出口分别设有用于驱动所述换热介质的循环泵。

7.一种基于上述权利要求1至6中任一项所述的压缩空气储能电站系统的运行方法，其特征在于，包括：

步骤S1：所述辅回热器及所述辅膨胀机以第一进气流量运行，维持所述辅膨胀机、所述主膨胀机和发电机的轴系以盘车速度旋转备用；所述压缩空气储能电站系统接收发电指令，执行步骤S2，或所述压缩空气储能电站系统接收调相指令，执行步骤S4；

步骤S2：所述主回热器和所述主膨胀机开始进气并逐渐增大气量直至所述辅膨胀机、所述主膨胀机以及所述发电机的轴系转速大于所述盘车速度后，所述辅膨胀机与所述主膨胀机间的所述联轴器脱开，所述辅膨胀机减小进气量并逐渐停车，所述主膨胀机继续增大进气量直至所述主膨胀机和所述发电机的轴系达到同期转速，所述发电机开始加载，同时所述主膨胀机继续增大气量直至所述发电机达到所需出力并进入正常发电运行状态；所述压缩空气储能电站系统收到停止发电指令或所述储气库的储气量不足时，执行步骤S3；

步骤S3：所述主膨胀机逐渐减小气量并开始卸载和减速，所述辅膨胀机同时开始通过所述辅回热器进气并升速至所述盘车速度，当所述主膨胀机和所述发电机的轴系转速降至所述盘车速度时，所述辅膨胀机和所述主膨胀机通过联轴器连接，所述主膨胀机切断进气，执行步骤S1；

步骤S4：所述辅膨胀机开始增大气量并拖动所述辅膨胀机、所述主膨胀机和所述发电机的轴系升速至所述同期转速，然后根据电网无功补偿需求来增大或减小进气量；所述压缩空气储能电站系统收到停止调相指令或所述储气库的储气量不足时，执行步骤S1。

8.根据权利要求7所述的压缩空气储能电站系统的运行方法，其特征在于，所述压缩机启动后，当排气温度升至第一预设排气温度时，所述换热介质由所述蓄冷器通过所述冷却器向所述蓄热器流动；

所述压缩机停机时，当排气温度降至第二预设排气温度时，所述蓄热介质停止流动；

所述主膨胀机启动后，当进气温度升至预设进气温度时，所述换热介质由所述蓄热器通过所述主回热器向所述蓄冷器流动；

所述主膨胀机停机时，所述蓄热介质停止流动。

9.根据权利要求8所述的压缩空气储能电站系统的运行方法，其特征在于，所述第一预设排气温度和所述第二预设排气温度均小于等于所述压缩机的排气温度；

所述预设进气温度小于等于所述主膨胀机和所述辅膨胀机的实际进气温度。

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