CN113914865A - 基于深井的复合储能系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械储能技术领域，旨在解决现有技术不能实现高效、安全的大容量储能问题，具体涉及一种基于深井的复合储能系统，包括控制系统、深井、重物模块、重力升降装置、变流装置和压缩空气储能装置；重力升降装置包括支撑组件、桁架、横梁和电动发电机；横梁与桁架可移动连接；电动发电机可移动地装设于横梁；压缩空气储能装置包括用于控制深井预设腔室启闭的可移动密封装置和用于进行压缩空气势能与电能变换控制的变换装置；变换装置包括空气压缩机、膨胀机、进气管道、出气管道、进气阀和出气阀，空气压缩机通过进气管道与预设井腔连通；膨胀机通过出气管道与预设井腔连通；本发明占地极小、储能量大、造价低、安全性高。

Description

基于深井的复合储能系统

技术领域

本发明属于机械储能技术领域，具体涉及一种基于深井的复合储能系统。

背景技术

大力发展可再生能源并实现清洁能源变革，是当今能源领域的大趋势。但是可再生能源发电受气候条件的影响大，导致波动性大，且调节能力和惯量支撑能力较差，其大规模并网将影响电网的实时功率平衡和稳定性，从而产生弃风、弃光等现象。储能技术可有效解决时空不匹配和并网稳定性问题，是可再生能源大规模高效开发利用、实现我国能源领域绿色可持续发展战略的重要保障。随着可再生能源越来越多地接入电网，对储能技术提出了迫切的需求。

近年来，各种储能技术蓬勃发展，抽水储能、压缩空气储能和重力势能储能是重要的物理储能技术，与电池等储能技术相比，具有安全可靠、可规模化、环境友好无污染以及经济性好等优势，而目前发展最成熟的抽水储能受地理条件限制大，对地形和地势依赖严重，且我国可修建抽水储能的地理资源极其有限，选址困难，导致抽水蓄能系统无法广泛应用。

重力储能具有本征安全、自放电率为零、可规模化、无任何污染等其他储能方式无可比拟的优势，最近国际上有关重力储能的发展很迅速。典型的案例包括：①苏格兰Gravitricity公司，基于废弃矿井利用电动绞盘提升废弃钻机的重力储能(详见Science,2021,372 <6541>,446)；该技术方案简单易行，但是仅提升单一重物，地下空间利用率十分有限,导致储能量有限，且可利用的废弃矿井有限、选址缺少灵活性。②瑞士Energy Vault公司利用多臂塔吊和混凝土预制块，把混凝土水泥预制块用多臂塔吊交替不停往高空搭积木的方式进行堆叠，从而完成电能和重力的存储和释放；该技术方案虽然储能量大，但是在地面上堆叠很高的混凝土预制块，受风力等天气影响大，且具有倒塌的隐患。

为了克服现有重力储能方案的不足之处，本发明提出基于深井(竖井或者斜井均可)的地下综合储能系统，一方面大幅度提高了重力储能系统的容量和选址灵活性，另一方面实现了资源的综合利用，使得系统的综合效益大大提高。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术不能实现高效、安全的大容量储能，本发明的第一方面提供了一种基于深井的复合储能系统，该储能系统包括控制中心、深井系统、重物模块、重力升降装置、变流装置和压缩空气储能装置，所述重力升降装置、所述变流装置均与所述控制中心信号连接；所述压缩空气储能装置用于进行空气压缩储能；

所述重力升降装置包括支撑组件、桁架、横梁和电动发电机，所述支撑组件设置于地面；所述桁架沿着第一方向设置于所述支撑组件顶部，所述横梁沿着第二方向设置于所述桁架，所述第二方向与所述第一方向水平垂直设置，所述横梁与所述桁架可移动连接；所述电动发电机可移动地装设于所述横梁；

所述变流装置的一端与电网连接，另一端与所述电动发电机通讯连接，所述变流装置在电能存储阶段调节所述电动发电机的转速，在释放电能的发电阶段把所述电动发电机的电能回馈至电网；

所述压缩空气储能装置包括可移动密封装置和变换装置，所述可移动密封装置、所述变换装置均与所述控制中心信号连接；所述可移动密封装置用于控制所述深井系统的预设腔室的启闭；所述变换装置用于进行压缩空气势能与电能的变换控制；

所述可移动密封装置包括横向巷道、封盖、滑轨和密封环锁，所述横向巷道垂直所述深井系统水平设置于地下；所述封盖、所述滑轨均设置于所述横向巷道；所述滑轨与所述密封环锁的顶端位于同一水平面；所述密封环锁设置于井内预设高度处；所述封盖在所述滑轨上可移动设置，所述封盖与所述密封环锁叠合时锁紧密封所述深井系统的预设井腔；所述封盖与所述密封环锁解锁后沿着所述滑轨水平移动并脱离所述深井系统的井腔内壁；

所述变换装置包括空气压缩机、膨胀机、进气管道、出气管道、进气阀和出气阀，所述空气压缩机装设于地面并通过所述进气管道与所述深井系统的预设井腔连通；所述膨胀机设置于地面并通过所述出气管道与所述深井系统的预设井腔连通；

所述进气阀设置于所述进气管道，以控制所述空气压缩机与预设井腔的通断；所述出气阀设置于所述出气管道，以控制所述膨胀机与预设井腔的通断；

初始状态下，所述控制中心控制所述电动发电机悬吊所述重物模块至所述深井系统的井部，并按照预设空间位置堆叠充满井内腔室；

处于用电低谷时，所述控制中心控制所述电动发电机提升井内的所述重物模块至井口预设位置，进行重力势能的存储；

深井腔体内部空置，控制所述封盖移动至所述密封环锁顶部并与所述密封环锁锁紧密封，打开所述进气阀并关闭所述出气阀，通过所述控制中心控制所述空气压缩机，将预设井腔内部的空气压缩至预设压力后，关闭所述进气阀和所述空气压缩机，完成空置的井腔内部压缩空气的势能存储；

处于用电峰谷时，打开所述出气阀，预设内部的压缩空气通过所述出气管道和所述出气阀驱动所述膨胀机发电，并通过所述变流装置回馈电能至电网。

在一些优选实施例中，所述深井系统包括垂直深井以及设置于井口周侧的安全巷道，所述安全巷道与所述深井联通设置；

所述安全巷道为一条或多条平底深槽；

当所述平底深槽为多条时，多条所述平底深槽呈发射状设置或网格状布置；

所述井口预设位置为井口周侧地面，或者，所述井口预设位置为所述安全巷道。

在一些优选实施例中，所述深井系统为废弃的矿井。

在一些优选实施例中，所述深井系统为预设规模的钻井，所述钻井的口径为D，深度为H，D∈[0.5m，50m]；H∈[10m，1000m]；或者D与H的尺寸也可根据系统需求优选而定。

在一些优选实施例中，所述重物模块的质量为M，M∈ [0.1t，500t]；或者重量也可根据系统需求优选而定。

在一些优选实施例中，所述重物模块的尺寸与所述深井系统的口径匹配设置。

在一些优选实施例中，所述支撑组件包括多个支撑柱，多个所述支撑柱以所述深井系统的井口为圆心均布设置。

本发明的第二方面提供了一种基于深井的复合储能系统，该系统包括控制中心、深井系统、重物模块、重力升降装置和变流装置，所述重力升降装置、所述变流装置均与所述控制中心信号连接；

所述重力升降装置包括支撑组件、桁架、横梁和电动发电机，所述支撑组件设置于地面；所述桁架沿着第一方向设置于所述支撑组件顶部，所述横梁沿着第二方向设置于所述桁架，所述第二方向与所述第一方向水平垂直设置，所述横梁与所述桁架可移动连接；所述电动发电机可移动地装设于所述横梁；

所述变流装置的一端与电网连接，另一端与所述电动发电机通讯连接，所述变流装置在电能存储阶段调节所述电动发电机的转速，在释放电能的发电阶段把所述电动发电机的电能回馈至电网；

在用电低谷时，所述控制中心控制所述电动发电机将堆叠在所述深井系统的底部的所述重物模块提升至井口预设位置，以进行重力势能的存储；

在用电峰值时，所述电动发电机悬吊所述重物模块至预设空间位置，通过所述重物模块的下方驱动所述电动发电机发电，并通过所述变流装置回馈电能至电网。

在一些优选实施例中，所述电动发电机为一台或多台；

当所述电动发电机为多台时，多台所述电动发电机协同工作。

在一些优选实施例中，所述重物模块为多组；

当所述重物模块在地面时，多组所述重物模块阵列设置

当所述重物模块在井内时，多组所述重物模块垂直堆叠设置。

本发明的有益效果为：

1)本发明提出了一种基于深井的复合储能系统，该综合储能系统既融合了Gravitricity公司与Energy Vault公司两种方案的优点，又克服了二者的缺点。主要特点为：利用深井(竖井或者斜井均可) 的高落差，在充电时将重物模块提升至地面并多组放置在地面，放电时把重物模块逐一下降并堆叠在井中，不仅提高了储能量，还消除了倒塌的隐患，且受自然天气的影响小；在重物模块全部提升至地面时，深井还可以进一步用于压缩空气储能，从而大幅度提高了资源的利用率，提高了系统的综合效益。

2)本发明具有占地极小、储能量大、造价低、安全性高、环境友好无任何污染等其他储能无可比拟的优势；该储能系统除了利用深井进行重力储能外，还利用深井腔体进行压缩空气储能，一井两用，大幅提高了电能存储总量和储能密度。本发明不仅占地面积小，任何能打深井的地方都可以实施，对地形要求小，选址灵活，易于实施，即可以分布式应用，也可以实现规模化应用，因而具有广阔的应用前景。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明的第一种实施例中的地上部分示意图；

图2-1是本发明的第一种实施例的前视图；

图2-2是本发明的第一种实施例的井内局部侧视图；

图3-1是本发明的第二种实施例中的重物模块在地面放置的示意图；

图3-2是本发明的第二种实施例中的重物模块在安全巷道内放置的示意图；

图4是本发明的第二种实施例的可移动密封装置及压缩空气储能装置的前视图；

图5是本发明的第二种实施例的可移动密封装置及压缩空气储能装置的俯视图；

图6-1是本发明的第二种实施例的释能完毕状态；

图6-2是本发明的第二种实施例中重物模块在深井内的局部侧视图；

图7是本发明的第二种实施例的储能完毕状态。

附图标记说明：1、深井系统；2、重物模块；3、支撑组件；4、桁架；5、横梁；6、电动发电机；7、空气压缩机；8、膨胀机；9、可移动密封装置；10、压缩空气储能装置；11、出气管道；12、进气管道；13、进气阀；14、出气阀；15、封盖；16、滑轨；17、横向巷道； 18、密封环锁；19、变流装置；20、电网；21、控制中心；22、安全巷道。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

以下参照附图结合实施例进一步说明本发明。

实施例一

参照附图1和附图2，本发明的第一方面提供了一种基于深井的复合储能系统，该系统包括控制中心、深井系统1、重物模块2、重力升降装置和变流装置19，重力升降装置、变流装置均与控制中心21信号连接；

重力升降装置包括支撑组件3、桁架4、横梁5和电动发电机6，支撑组件设置于地面；桁架沿着第一方向设置于支撑组件顶部，横梁沿着第二方向设置于桁架，第二方向与第一方向水平垂直设置，横梁与桁架可移动连接；电动发电机可移动地装设于横梁；在本实施例中，支撑组件为两组立柱，桁架设置于两组立柱之上；横梁可以为一根或多根，横梁在桁架之上，且可以在沿着桁架方向左右水平移动；一台或两台电动发电一体机安置在横梁上，且可以沿着横梁方向移动，从而电动发电一体机可以在多个支撑组件围成的多边形内任意移动。

重力升降装置的承载和起吊能力与重物模块的质量相匹配。

变流装置的一端与电网连接，另一端与电动发电机通过线缆连接，变流装置在电能存储阶段调节电动发电机的转速，在释放电能的发电阶段把电动发电机的电能回馈至电网。

控制中心用于控制整个储能系统的充放电启停、一台或多台电动发电一体机协同起吊和升、降重物等；在用电低谷时，控制中心控制电动发电机将堆叠在深井系统的底部的重物模块提升至井口预设位置，以进行重力势能的存储；在用电峰值时，电动发电机悬吊重物模块至预设空间位置，通过重物模块的下方驱动电动发电机发电，并通过变流装置回馈电能至电网。

或者，在初始状态下，所有重物模块防止在深井顶部井口周边或者一条或多条安全巷道内，此时系统处于充电完毕状态。

在电网电价处于峰值、可再生能源发电处于供电不足状态或者电网需要储能系统供电时，本实施例向电网或用户释放电能，工作过程如下：控制中心控制一台或多台电动发电一体机协同工作，并利用其发电机功能，把分组垂直堆叠在深井口周边的重物模块逐一匀速下降到深井内并按设定的位置分组垂直堆叠放置，该过程通过电动发电一体机的发电功能完成重力势能到电能的转换，并通过变流装置把电能回馈电网或用户。如图2-1所示，在所有重物模块都降落到深井内部后，完成重力势能到电能的转换，本实施例放电完成，重物模块在深井内的分组放置示意图如图2-2所示。

在电网电价处于谷底、可再生能源发电处于弃电状态或者电网需要储能系统储存电能时，对储能系统进行充电，工作过程如下：控制中心控制一台或多台电动发电一体机协同工作，并利用其电动机功能把垂直堆叠在深井内的重物模块逐一提升至深井顶部，然后通过电动发电一体机在横梁上的移动功能和横梁在桁架上的移动功能，通过控制中心把重物模块放置在深井的井口周边或者安全巷道内，完成电能到重力势能的存储。如图1所示，在所有重物模块都提升到深井顶部后，完成重力势能到电能的转换，本实施例充电完成。

进一步地，电动发电机为一台或多台；当电动发电机为多台时，多台电动发电机协同工作。

进一步地，重物模块为多组；当重物模块在地面时，多组重物模块阵列设置；当重物模块在井内时，多组重物模块垂直堆叠设置。

实施例二

本发明除了利用深井进行重力储能外，在重物模块全部提升至地面后，还可以利用深井腔体进行压缩空气储能，一井两用，大幅提高了电能存储总量和储能密度。在深井重力储能的基础上增加了压缩空气储能装置，主要包括可移动密封装置及电能-压缩空气势能变换装置。

参照附图3至附图7，本发明的第二方面提供了一种基于深井的复合储能系统，该储能系统包括控制中心、深井系统、重物模块、重力升降装置、变流装置和压缩空气储能装置，重力升降装置、变流装置均与控制中心信号连接；压缩空气储能装置用于进行空气压缩储能；重力升降装置包括支撑组件、桁架、横梁和电动发电机，支撑组件设置于地面；桁架沿着第一方向设置于支撑组件顶部，横梁沿着第二方向设置于桁架，第二方向与第一方向水平垂直设置，横梁与桁架可移动连接；电动发电机可移动地装设于横梁；变流装置的一端与电网连接，另一端与电动发电机通讯连接，变流装置在电能存储阶段调节电动发电机的转速，在释放电能的发电阶段把电动发电机的电能回馈至电网20。

压缩空气储能装置10包括可移动密封装置9和变换装置，可移动密封装置、变换装置均与控制中心信号连接；可移动密封装置用于控制深井系统的预设腔室的启闭，以在进行空气压缩时密封深井；变换装置用于进行压缩空气势能与电能的变换控制。

进一步地，压缩空气储能装置最大压力范围2-500个大气压。

可移动密封装置包括横向巷道17、封盖15、滑轨16和密封环锁18，横向巷道垂直深井系统水平设置于地下；封盖、滑轨均设置于横向巷道；滑轨与密封环锁的顶端位于同一水平面；密封环锁设置于井内预设高度处；封盖在滑轨上可移动设置，封盖与密封环锁叠合时锁紧密封深井系统的预设井腔；封盖与密封环锁解锁后沿着滑轨水平移动并脱离深井系统的井腔内壁；

变换装置包括空气压缩机7、膨胀机8、进气管道12、出气管道11、进气阀13和出气阀14，空气压缩机装设于地面并通过进气管道与深井系统的预设井腔连通；膨胀机设置于地面并通过出气管道与深井系统的预设井腔连通；

进气阀设置于进气管道，以控制空气压缩机与预设井腔的通断；出气阀设置于出气管道，以控制膨胀机与预设井腔的通断。

在本实施例中，初始状态下，控制中心控制电动发电机悬吊重物模块至深井系统的井内，并按照预设空间位置堆叠充满井内腔室；处于用电低谷时，控制电动发电机提升井内的重物模块至井口预设位置，进行重力势能的存储；深井腔体内部空置，控制封盖移动至密封环锁顶部并与密封环锁锁紧密封，打开进气阀并关闭出气阀，通过控制中心控制空气压缩机，将预设井腔内部的空气压缩至预设压力后，关闭进气阀和空气压缩机，完成压缩空气势能的存储。处于用电峰谷时，打开出气阀，预设内部的压缩空气通过出气管道和出气阀驱动膨胀机发电，并通过变流装置回馈电能至电网。

在本实施例中，深井系统包括垂直深井以及设置于井口周侧的安全巷道22，安全巷道与深井联通设置。

其中，安全巷道为一条或多条平底深槽；当平底深槽为多条时，多条平底深槽呈发射状设置。

进一步地，安全巷道的深度等于或稍低于重物模块的高度，宽度略大于重物模块的直径或宽度。

井口预设位置为井口周侧地面，或者，井口预设位置为所述安全巷道。

进一步地，以小口径深井1为例，说明重力储能和压缩空气储能的工作原理和工作过程，主要包括两种状态四个阶段。

如图6所示，起始状态，质量模块堆叠在深井内部，深井封盖处于打开状态，此时本发明处于释能完毕(完全放电)状态。在电网电价处于谷底、可再生能源发电处于弃电状态或者电网需要储能系统储存电能时，对综合能源深井进行充电，工作过程如下：

第一阶段对重力储能装置进行充电：变流装置与电网或可再生能源电站连接，并控制电动发电一体机，利用其电动机功能把重物模块从深井内部逐一提升到地面，然后通过电动发电一体机在横梁上的移动功能和横梁在桁架上的移动功能，把重物模块放置在深井的井口周边或者安全巷道内，完成电能到重力势能的存储，如图3所示。

第二阶段对压缩空气储能装置进行充电：如图3、图4所示，沿着滑轨移动封盖至密封环锁处并锁紧密封(由图4的位置D移至位置C)，打开进气阀并关闭出气阀，通过控制中心控制空气压缩机，通过进气管和进气阀向深井内压缩空气至设定压力后，关闭进气阀和空气压缩机，完成电能到压缩空气势能的存储；至此完成综合储能系统的电能存储，本实施例处于充电完成状态，如图7所示。

在电网电价处于峰值、可再生能源发电处于供电不足状态或者电网需要储能系统供电时，对综合储能系统向电网或用户释放电能，工作过程如下：第一阶段为压缩空气储能装置进行电能释放：打开出气阀，深井内压缩空气通过出气管和出气阀驱动膨胀机发电，并通过变流装置把电能回馈电网；随着电能的释放，深井内空气压力降至1个大气压后，封盖与密封环锁解锁，封盖沿着滑轨移动至打开状态(由图4的位置C移至位置D)，从而完成压缩空气储能到电能的转换。

第二阶段为重力储能装置进行电能释放：控制中心控制电动发电一体机在横梁上的移动功能和横梁在桁架上的移动功能，把放置在深井的井口周边或者安全巷道内的重物模块逐一匀速下降到深井内并垂直堆叠放置，该过程通过电动发电一体机的发电功能完成重力势能到电能的转换，并通过变流装置把电能回馈电网或用户，完成重力势能到电能的转换；至此完成综合储能系统的电能释放，如图6所示。

本发明融合了Gravitricity公司与Energy Vault公司两种方案的优点：利用深井(竖井或者斜井均可)的高落差，在放电时将多个重物模块逐一下降到井内并堆叠在井中；在充电时将重物模块提升至地面后放置在地面上或者安全匝道内，不仅提高了储能量，还消除了倒塌的隐患，且受自然天气的影响小，安全可靠。

本发明在将所有重物模块全部提升至地面后，深井的腔体还可以进一步用于压缩空气储能，从而大幅度提高了资源的利用率，提高了系统的综合效益。

在本发明中，深井系统可以为废弃的矿井，或者，深井系统为预设规模的钻井，钻井的口径为D，深度为H，D∈[0.5m，50m]；H∈ [10m，1000m]；或者D与H的尺寸也可根据系统需求优选而定。

优选地，重物模块的质量为M，M∈[0.1t，500t]；或者，重量也可根据系统需求优选而定；重物模块可以是廉价的混凝土预制模块，可以是密度大的金属模块(如废铁或铅)，也可是金属容器内预装铁矿砂等密度大且廉价的矿砂；重物模块的尺寸与深井1口径相匹配；对于口径较小的深井(比如0.5-1.5米之间或更大)，重物模块的为圆柱体，直径略小于深井口径，多个重物模块垂直堆叠在在深井内部；对于口径较大的深井(比如2-50米之间)，重物模块可以为圆柱体也可以为其它截面形状，按几何布满井内，然后可以把所有重物模块多层垂直堆叠在深井内部。

优选地，重物模块的尺寸与所述深井系统的口径匹配设置。

进一步地，支撑组件包括多个支撑柱，多个支撑柱以深井系统的井口为圆心均布设置。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种基于深井的复合储能系统，其特征在于，该储能系统包括控制中心、深井系统、重物模块、重力升降装置、变流装置和压缩空气储能装置；所述深井系统与地面具有高落差，在放电时将多个所述重物模块逐一下降到井内并垂直堆叠在深井中；该复合储能系统在充电时将重物模块逐一提升至地面后放置在地面上或者安全匝道内，以存储重力势能；

多个所述重物模块逐一提升至地面并且完成重力势能存储后，深井的腔体内部通过所述压缩空气储能装置进行空气压缩储能。

2.根据权利要求1所述的基于深井的复合储能系统，其特征在于，所述重力升降装置、所述变流装置均与所述控制中心信号连接；所述压缩空气储能装置用于进行空气压缩储能；

所述重力升降装置包括支撑组件、桁架、横梁和电动发电机，所述支撑组件设置于地面；所述桁架沿着第一方向设置于所述支撑组件顶部，所述横梁沿着第二方向设置于所述桁架，所述第二方向与所述第一方向水平垂直设置，所述横梁与所述桁架可移动连接；所述电动发电机可移动地装设于所述横梁；

所述变流装置的一端与电网连接，另一端与所述电动发电机通讯连接，所述变流装置在电能存储阶段调节所述电动发电机的转速，在释放电能的发电阶段把所述电动发电机的电能回馈至电网；

所述压缩空气储能装置包括可移动密封装置和变换装置，所述可移动密封装置、所述变换装置均与所述控制中心信号连接；所述可移动密封装置用于控制所述深井系统的预设腔室的启闭；所述变换装置用于进行压缩空气势能与电能的变换控制；

所述可移动密封装置包括横向巷道、封盖、滑轨和密封环锁，所述横向巷道垂直所述深井系统水平设置于地下；所述封盖、所述滑轨均设置于所述横向巷道；所述滑轨与所述密封环锁的顶端位于同一水平面；所述密封环锁设置于井内预设高度处；所述封盖在所述滑轨上可移动设置，所述封盖与所述密封环锁叠合时锁紧密封所述深井系统的预设井腔；所述封盖与所述密封环锁解锁后沿着所述滑轨水平移动并脱离所述深井系统的井腔内壁；

所述变换装置包括空气压缩机、膨胀机、进气管道、出气管道、进气阀和出气阀，所述空气压缩机装设于地面并通过所述进气管道与所述深井系统的预设井腔连通；所述膨胀机设置于地面并通过所述出气管道与所述深井系统的预设井腔连通；

所述进气阀设置于所述进气管道，以控制所述空气压缩机与预设井腔的通断；所述出气阀设置于所述出气管道，以控制所述膨胀机与预设井腔的通断；

初始状态下，所述控制中心控制所述电动发电机悬吊所述重物模块至所述深井系统的井内，并按照预设空间位置堆叠在井中；

处于用电低谷时，所述控制中心控制所述电动发电机提升井内堆叠的所述重物模块至井口预设位置，进行重力势能的存储；所述控制中心控制所述压缩空气储能装置进行空气压缩储能；

深井腔体内部空置，控制所述封盖移动至所述密封环锁顶部并与所述密封环锁锁紧密封，打开所述进气阀并关闭所述出气阀，通过所述控制中心控制所述空气压缩机，将预设井腔内部的空气压缩至预设压力后，关闭所述进气阀和所述空气压缩机，完成空置的井腔内部压缩空气的势能存储；

处于用电峰谷时，打开所述出气阀，预设内部的压缩空气通过所述出气管道和所述出气阀驱动所述膨胀机发电，并通过所述变流装置回馈电能至电网；

通过所述电动发电机悬吊所述重物模块至预设高度后，通过所述重物模块的下放驱动所述电动发电机发电，并通过所述变流装置回馈电能至电网。

3.根据权利要求1所述的基于深井的复合储能系统，其特征在于，所述深井系统包括垂直深井以及设置于井口周侧的安全巷道，所述安全巷道与所述深井联通设置；

所述安全巷道为一条或多条平底深槽；

当所述平底深槽为多条时，多条所述平底深槽呈发射状设置；

所述井口预设位置为井口周侧地面，或者，所述井口预设位置为所述安全巷道。

4.根据权利要求1所述的基于深井的复合储能系统，其特征在于，所述深井系统为废弃的矿井。

5.根据权利要求1所述的基于深井的复合储能系统，其特征在于，所述深井系统为预设规模的钻井，所述钻井的口径为D，深度为H，D∈[0.5m，50m]；H∈[10m，1000m]。

6.根据权利要求1所述的基于深井的复合储能系统，其特征在于，所述重物模块的质量为M，M∈[0.1t，500t]。

7.根据权利要求1所述的基于深井的复合储能系统，其特征在于，所述重物模块的尺寸与所述深井系统的口径匹配设置。

8.根据权利要求1所述的基于深井的复合储能系统，其特征在于，所述支撑组件包括多个支撑柱，多个所述支撑柱以所述深井系统的井口为圆心均布设置。

9.一种基于深井的复合储能系统，其特征在于，该系统包括控制中心、深井系统、重物模块、重力升降装置和变流装置，所述重力升降装置、所述变流装置均与所述控制中心信号连接；

所述重力升降装置包括支撑组件、桁架、横梁和电动发电机，所述支撑组件设置于地面；所述桁架沿着第一方向设置于所述支撑组件顶部，所述横梁沿着第二方向设置于所述桁架，所述第二方向与所述第一方向水平垂直设置，所述横梁与所述桁架可移动连接；所述电动发电机可移动地装设于所述横梁；

所述变流装置的一端与电网连接，另一端与所述电动发电机通讯连接，所述变流装置在电能存储阶段调节所述电动发电机的转速，在释放电能的发电阶段把所述电动发电机的电能回馈至电网；

在用电低谷时，所述控制中心控制所述电动发电机将堆叠在所述深井系统的底部的所述重物模块提升至井口预设位置，以进行重力势能的存储；

在用电峰值时，所述电动发电机悬吊所述重物模块至预设空间位置，通过所述重物模块的下方驱动所述电动发电机发电，并通过所述变流装置回馈电能至电网。

10.根据权利要求9所述的基于深井的复合储能系统，其特征在于，所述电动发电机为一台或多台；

当所述电动发电机为多台时，多台所述电动发电机协同工作。

11.根据权利要求9所述的基于深井的复合储能系统，其特征在于，所述重物模块为多组；

当所述重物模块在地面时，多组所述重物模块阵列设置或在安全巷道内设置；

当所述重物模块在井内时，多组所述重物模块垂直堆叠设置。

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