CN114592937B - 一种压缩空气和热泵储电耦合的储电系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种压缩空气和热泵储电耦合的储电系统及方法，属于能量储存技术领域，压缩空气和热泵储电耦合的储电系统包括：热泵储电储能回路、热泵储电释能回路、压缩空气储能回路和压缩空气释能回路；本发明的压缩空气和热泵储电耦合的储电系统，通过在第一压缩机和第一膨胀机之间设置第一离合器，在第二压缩机和第二膨胀机之间设置第二离合器，可以实现热泵储电储能、释能回路和压缩空气储能、释能回路之间的转换，具有灵活度高、成本低、储能密度高等优点。

Description

一种压缩空气和热泵储电耦合的储电系统及方法

技术领域

本发明涉及能量储存技术领域，具体涉及一种压缩空气和热泵储电耦合的储电系统及方法。

背景技术

近年来，可再生能源正逐步成为新增电力重要来源，电网结构和运行模式都发生了重大变化。随着可再生能源的日益普及，以及电网调峰、提高电网可靠性和改善电能质量的迫切需求，电力储能系统的重要性日益凸显。

传统的压缩空气储能系统在用电低谷，将空气压缩并存于储气室中，使电能转化为空气的内能存储起来；在用电高峰，高压空气从储气室释放进入燃气轮机燃烧室同燃料一起燃烧，然后驱动透平发电。

热泵储电系统通常由压缩机、膨胀机、储热器和储冷器组成。其工作原理为，在储能时通过逆向布雷顿循环(热泵循环)将热能从储冷器内部“抽出”至储热器，并存储冷能与热能；当需要电能的时候，通过正向布雷顿循环(动力循环)将存储的热能和冷能转化为电能。

在现有技术中，不存在热泵储电和压缩空气储能耦合使用的情况，在使用的过程中，灵活度低。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的不存在热泵储电和压缩空气储能耦合使用的情况，在使用的过程中，灵活度低的缺陷，从而提供一种压缩空气和热泵储电耦合的储电系统。

本发明还提供一种压缩空气和热泵储电耦合的储电方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种压缩空气和热泵储电耦合的储电系统，包括：

热泵储电储能回路，由第一压缩机、蓄热器、第一膨胀机和蓄冷器通过管路依次连接而成；所述第一压缩机和所述第一膨胀机通过第一连接轴连接，所述第一连接轴上设置有第一离合器；

热泵储电释能回路，由蓄热器、第二膨胀机、蓄冷器、第二压缩机和发动机通过管路依次连接而成；所述第二膨胀机与发动机连接；所述第二膨胀机和第二压缩机通过第二连接轴连接，所述第二连接轴上设置有第二离合器；

压缩空气储能回路，由第一压缩机、蓄热器和储气罐通过管路依次连接而成；所述第一压缩机与发动机连接；

压缩空气释能回路，由储气罐、蓄热器、第二膨胀机通过管路依次连接而成。

作为优选方案，还包括：

换热器，设置在所述第二压缩机和所述蓄热器之间。

作为优选方案，还包括：

空气干燥机，设置在所述第一压缩机的进气端；所述空气干燥机和所述第一压缩机之间设置有第一阀门。

作为优选方案，所述第一压缩机、第二膨胀机和蓄热器之间通过三通连通；所述三通和所述第一压缩机之间设置有第七阀门；所述三通和所述第二膨胀机之间设置有第六阀门；所述三通和所述蓄热器之间设置有第八阀门；

所述蓄热器、储气罐和第一膨胀机之间通过三通连通；在蓄热器和三通之间设置有第九阀门；在储气罐和三通之间设置有第十三阀门；在三通和第一膨胀机之间设置有第十二阀门；所述第二压缩机通过管路连通设置在第十二阀门和第九阀门之间，且在管路上设置有第十阀门。

作为优选方案，

第一压缩机、第二膨胀机和蓄冷器之间通过三通连通；在第一压缩机和三通之间设置有第四阀门；在三通和所述蓄冷器之间设置有第三阀门；在三通和第二膨胀机之间设置有第十阀门；

第二压缩机、蓄冷器和第一膨胀机之间通过三通连通；所述第二压缩机和三通之间设置有第十一阀门；所述第一膨胀机和三通之间设置有第五阀门。

作为优选方案，还包括：排气管路，与所述第二膨胀机的出口连通；所述排气管路上设置有第二阀门。

作为优选方案，所述蓄冷器内的蓄冷介质为颗粒状或多孔状固体，所述蓄冷介质的主要成分为岩石、矿石、矿渣、混凝土、耐火砖、陶瓷球、金属、封装的相变材料等中一种或多种混合，所述蓄冷器的传热工质为空气、氮气、氧气、二氧化碳中一种或多种混合。

作为优选方案，还包括：

所述蓄热器内的蓄热介质为颗粒状或多孔状固体，所述蓄热介质的主要成分为碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙、碳酸镁、氧化镁、氢氧化镁、碳酸铅、氧化钡、氧化钴、氧化铝中一种或多种混合，所述蓄热器内的反应气体为氧气、二氧化碳、水蒸气、氢气、氮气中一种或多种混合。

本发明还提供一种压缩空气和热泵储电耦合的储电方法，使用上述中任一项所述的压缩空气和热泵储电耦合的储电系统；

所述第一离合器使第一压缩机和第一膨胀机断开，第二离合器使第二压缩机和第二膨胀机断开，进行压缩空气储能和释能过程；

所述第一离合器使第一压缩机和第一膨胀机连接，第二离合器使第二压缩机和第二膨胀机连接，进行热泵储电的储能和释能过程。

作为优选方案，包括以下步骤：

所述第一离合器使第一压缩机和第一膨胀机断开，第二离合器使第二压缩机和第二膨胀机断开；

压缩空气储能过程，开启第四阀门、第七阀门、第八阀门、第九阀门和第十三阀门，关闭其他阀门；启动电动机驱动第一压缩机压缩，第一压缩机将气体工质变成高温高压状态，经过蓄热器将热量存储在蓄热介质中，气体工质变成高压常温状态，气体工质进入到储气罐中；

压缩空气释能过程，开启阀门第十三阀门、第九阀门、第八阀门、第六阀门、第十阀门和第二阀门，关闭其他阀门；将储气罐中储存的高压常温态气体工质释放，经过蓄热器后，吸收蓄热器中存储的热量，气体工质由高压常温状态升至高温高压状态，进入第二膨胀机，第二膨胀机膨胀做功，通过发电机发电，经过第二膨胀机后的气体工质由高温高压状态变成常温常压状态；

所述第一离合器使第一压缩机和第一膨胀机连接，第二离合器使第二压缩机和第二膨胀机连接；

热泵储电储能过程，打开第三阀门、第五阀门、第十二阀门第九阀门、第八阀门、底气阀门和第四阀门，其他阀门均关闭；启动电动机驱动压缩机压缩，压缩机将回路中的气态工质由常温常压状态变成高温高压状态，气体工质进入到蓄热器中，且将热量存储到蓄热介质中，气体工质在经过蓄热器后由高温高压状态变成常温高压状态，气体工质进入到第一膨胀机，第一膨胀机做功，气体工质经过第一膨胀机后由常温高压状态变成低温低压状态，气体工质进入到蓄冷器中，且将冷能存储到蓄冷介质中，气体工质经过蓄冷器后由低温低压状态变成常温常压状态，重新进入循环；

热泵储电释能过程，打开第三阀门、第十阀门、第十一阀门、第六阀门、第八阀门、第九阀门，关闭其他的阀门；经过蓄热器后的气体工质为高温高压状态，气体工质进入到第二膨胀机进行做功，气体工质经过第二膨胀机后，由高温高压状态变成常温低压状态，气体工质进入大道蓄冷器，且将冷能存储到蓄冷介质中，气体工质由常温低压变成低温低压，气体工质进入到第二压缩机，气体工质由低温低压状态变成常温高压状态，气体工质进入蓄热器，吸收蓄热介质中的热量，气体工质由常温高压状态变成高温高压状态重新进入循环。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的压缩空气和热泵储电耦合的储电系统，包括：热泵储电储能回路、热泵储电释能回路、压缩空气储能回路和压缩空气释能回路；通过在第一压缩机和第一膨胀机之间设置第一离合器，在第二压缩机和第二膨胀机之间设置第二离合器，可以实现热泵储电储能、释能回路和压缩空气储能、释能回路之间的转换，具有灵活度高、成本低、储能密度高等优点。

2.本发明提供的压缩空气和热泵储电耦合的储电系统，通过换热器的设置，可以在热泵储电释能过程中，使得从第二压缩机出来的气体工质稳定在室温的温度。

3.本发明提供的压缩空气和热泵储电耦合的储电系统，还包括：空气干燥机；空气干燥机可以去除空气中的水分和灰尘。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为压缩空气和热泵储电耦合的储电系统的结构示意图。

附图标记说明：

1、电动机；2、第一压缩机；3、第一膨胀机；4、发电机；5、第二膨胀机；6、第二压缩机；8、第一离合器；9、蓄热器；10、第二离合器；11、储气罐；12、空气干燥机；13、换热器；14、蓄冷器；101、第一阀门；102、第二阀门；103、第三阀门；104、第四阀门；105、第五阀门；106、第六阀门；107、第七阀门；108、第八阀门；109、第九阀门；110、第十阀门；111、第十一阀门；112、第十二阀门；113、第十三阀门。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。

在本发明的描述中，需要说明的是，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种压缩空气和热泵储电耦合的储电系统，包括：热泵储电储能回路、热泵储电释能回路、压缩空气储能回路和压缩空气释能回路；

在本实施例中，在用电低谷期，压缩空气储能回路借助电能将空气进行压缩进行能量的存储；热泵储电储能回路借助电能产生冷能和热能，并将冷能和热能进行存储；在用电高峰期，将通过压缩空气释能回路和热泵储电释能回路将上述存储的能量进行释放，进行发电。

在不同的用电工况下，冷热能与电能进行相互转化，成本低、储能密度高、安全性高、结构紧凑，无需消耗能源、不产生污染物、节能环保。

所述热泵储电储能回路由第一压缩机2、蓄热器9、第一膨胀机3和蓄冷器14通过管路依次连接而成，所述第一压缩机2和所述第一膨胀机3通过第一连接轴连接，所述第一连接轴上设置有第一离合器8；

热泵储电释能回路，由蓄热器9、第二膨胀机5、蓄冷器14和第二压缩机6通过管路依次连接而成；所述第二膨胀机与发动机连接；所述第二膨胀机5和第二压缩机6通过第二连接轴连接，所述第二连接轴上设置有第二离合器10；

通过第一离合器8和第二离合器10的设置，可以实现第一膨胀机3和第一压缩机2、第二膨胀机5和第二压缩机6之间的连接和断开，且在断开的过程中，压缩机和膨胀机可以分别单独使用，实现压缩空气的储能过程和压缩空气的释能过程，该方式具有灵活度高、成本低且储能密度高等优点。

如图1所示，在热泵储电储能回路中，包括发动机、第一压缩机2、蓄热器9、第一膨胀机3和蓄冷器14；在第一压缩机2和蓄热器9之间设置有第七阀门107和第八阀门108，在蓄热器9和第一膨胀机3之间设置有第九阀门109和第十二阀门112，在第一膨胀机3和蓄冷器14之间设置有第五阀门105，在蓄冷器14和第一压缩机2之间设置有第三阀门103和第四阀门104。

在热泵储电储能过程中，启动电动机1驱动压缩机压缩，压缩机将回路中的气态工质由常温常压状态变成高温高压状态，气体工质进入到蓄热器9中，且将热量存储到蓄热介质中，气体工质在经过蓄热器9后由高温高压状态变成常温高压状态，气体工质进入到第一膨胀机3，第一膨胀机3做功，气体工质经过第一膨胀机3后由常温高压状态变成低温低压状态，气体工质进入到蓄冷器14中，且将冷能存储到蓄冷介质中，气体工质经过蓄冷器14后由低温低压状态变成常温常压状态，重新进入循环。

在热泵储电释能回路中，利用热泵储电储能回路中所存储的热量，即共用一个储热器和蓄冷器14；在该回路中包括依次连接的第二膨胀机5、蓄热器9、换热器13、第二压缩机6和蓄冷器14；具体的，在第二膨胀机5和蓄热器9之间设置有第六阀门106和第八阀门108，在蓄热器9和换热器13之间设置有第九阀门109和第十阀门110，在第二压缩机6和蓄冷器14之间设置有第十一阀门111，在蓄冷器14和第二膨胀机5之间设置有第三阀门103和第十阀门110。

经过蓄热器9后的气体工质为高温高压状态，气体工质进入到第二膨胀机5进行做功，气体工质经过第二膨胀机5后，由高温高压状态变成常温低压状态，气体工质进入蓄冷器14，且将冷能存储到蓄冷介质中，气体工质由常温低压变成低温低压，气体工质进入到第二压缩机6，气体工质由低温低压状态变成常温高压状态，气体工质进入蓄热器9，吸收蓄热介质中的热量，气体工质由常温高压状态变成高温高压状态重新进入循环。

所述第一压缩机2和所述第一膨胀机3通过第一连接轴连接，所述第一连接轴上设置有第一离合器8；所述第二膨胀机5和第二压缩机6通过第二连接轴连接，所述第二连接轴上设置有第二离合器10；通过调整第一离合器8和第二离合器10将第一膨胀机3与第一压缩机2、第二膨胀机5与第二压缩机6由连接状态调整为断开状态，可以实现压缩空气储能、释能过程。

具体的，在第一压缩机2的进口设置有进气管路，在第二膨胀机5的出口端设置出气管路；在进气管路上设置有空气干燥机12和第一阀门101，在出气管路上设置有第二阀门102；在蓄热器9的一端通过连通管路连通有储气罐11，连通管路设置在第九阀门109的下游，所述连通管路上设置有第十三阀门113。

压缩空气储能回路中，由空气干燥机12、第一压缩机2、蓄热器9和储气罐11通过管路依次连接而成，所述第一压缩机2与电动机1连接；在空气干燥机12和第一压缩机2之间设置有第一阀门101和第四阀门104；在第一压缩机2和蓄热器9之间设置有第七阀门107和第八阀门108；在蓄热器9和储气罐11之间设置有第九阀门109和第十三阀门113。

在压缩空气储能过程中，启动电动机1驱动第一压缩机2压缩，环境中的常压空气经过空气干燥机12去除水分和灰尘后，第一压缩机2将空气变成高温高压状态，经过蓄热器9将热量存储在蓄热介质中，空气变成高压常温状态，空气进入到储气罐11中。

在压缩空气释能回路中，由储气罐11、蓄热器9、第二膨胀机5和发电机4通过管路依次连接而成；在储气罐11和蓄热器9之间设置有第十三阀门113和第九阀门109；在蓄热器9和第二膨胀机5之间第八阀门108和第六阀门106；在第二膨胀机5的出口和出气管路上设置有第十阀门110和第二阀门102。

在压缩空气释能过程中，将储气罐11中储存的高压常温态空气释放，经过蓄热器9后，吸收蓄热器9中存储的热量，空气由高压常温状态升至高温高压状态，进入第二膨胀机5，第二膨胀机5膨胀做功，通过发电机4发电，经过第二膨胀机5后的空气由高温高压状态变成常温常压状态，且从第二膨胀机5内排出，经过出气管路将空气排至环境中。

即在压缩空气储能、释能过程中，所采用的的气体工质为空气。

所述蓄冷器14内的蓄冷介质为颗粒状或多孔状固体，所述蓄冷介质的主要成分为岩石、矿石、矿渣、混凝土、耐火砖、陶瓷球、金属、封装的相变材料等中一种或多种混合，所述蓄冷器14的传热工质为空气、氮气、氧气、二氧化碳等中一种或多种混合。

所述蓄热器9内的蓄热介质为颗粒状或多孔状固体，所述蓄热介质的主要成分为碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙、碳酸镁、氧化镁、氢氧化镁、碳酸铅、氧化钡、氧化钴、氧化铝等中一种或多种混合，所述蓄热器9内的反应气体为氧气、二氧化碳、水蒸气、氢气、氮气等中一种或多种混合。

实施例2

本实施例提供一种压缩空气和热泵储电耦合的储电方法，包括以下步骤：

所述第一离合器8使第一压缩机2和第一膨胀机3断开，第二离合器10使第二压缩机6和第二膨胀机5断开；

压缩空气储能过程，开启第四阀门104、第七阀门107、第八阀门108、第九阀门109和第十三阀门113，关闭其他阀门；启动电动机1驱动第一压缩机2压缩，经过空气干燥机12去除气体工质中的水分和灰尘后，压缩机将气体工质变成高温高压状态，经过蓄热器9将热量存储在蓄热介质中，气体工质变成高压常温状态，气体工质进入到储气罐11中；

压缩空气释能过程，开启阀门第十三阀门113、第九阀门109、第八阀门108、第六阀门106、第十阀门110和第二阀门102，关闭其他阀门；将储气罐11中储存的高压常温态气体工质释放，经过蓄热器9后，吸收蓄热器9中存储的热量，气体工质由高压常温状态升至高温高压状态，进入第二膨胀机5，第二膨胀机5膨胀做功，通过发电机4发电，经过第二膨胀机5后的气体工质由高温高压状态变成常温常压状态；

在本方案中，气体工质为空气，所以压缩空气储能过程，环境中的空气通过进气管路直接进入到空气干燥机12中；压缩空气释能过程中，第二膨胀机5所产生的气体直接通过出气管路排放至环境中。

所述第一离合器8使第一压缩机2和第一膨胀机3连接，第二离合器10使第二压缩机6和第二膨胀机5连接；

热泵储电储能过程，打开第三阀门103、第五阀门105、第十二阀门112第九阀门109、第八阀门108、底气阀门和第四阀门104，其他阀门均关闭；启动电动机1驱动压缩机压缩，压缩机将回路中的气态工质由常温常压状态变成高温高压状态，气体工质进入到蓄热器9中，且将热量存储到蓄热介质中，气体工质在经过蓄热器9后由高温高压状态变成常温高压状态，气体工质进入到第一膨胀机3，第一膨胀机3做功，气体工质经过第一膨胀机3后由常温高压状态变成低温低压状态，气体工质进入到蓄冷器14中，且将冷能存储到蓄冷介质中，气体工质经过蓄冷器14后由低温低压状态变成常温常压状态，重新进入循环；

热泵储电释能过程，打开第三阀门103、第十阀门110、第十一阀门111、第六阀门106、第八阀门108、第九阀门109，关闭其他的阀门；经过蓄热器9后的气体工质为高温高压状态，气体工质进入到第二膨胀机5进行做功，气体工质经过第二膨胀机5后，由高温高压状态变成常温低压状态，气体工质进入蓄冷器14，且将冷能存储到蓄冷介质中，气体工质由常温低压变成低温低压，气体工质进入到第二压缩机6，气体工质由低温低压状态变成常温高压状态，气体工质进入蓄热器9，吸收蓄热介质中的热量，气体工质由常温高压状态变成高温高压状态重新进入循环。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种压缩空气和热泵储电耦合的储电系统，其特征在于，包括：

热泵储电储能回路，由电动机（1）、第一压缩机（2）、蓄热器（9）、第一膨胀机（3）和蓄冷器（14）通过管路依次连接而成；所述第一压缩机（2）和所述第一膨胀机（3）通过第一连接轴连接，所述第一连接轴上设置有第一离合器（8）；

热泵储电释能回路，由蓄热器（9）、第二膨胀机（5）、蓄冷器（14）和第二压缩机（6）通过管路依次连接而成；所述第二膨胀机与发电机（4）连接；所述第二膨胀机（5）和第二压缩机（6）通过第二连接轴连接，所述第二连接轴上设置有第二离合器（10）；

压缩空气储能回路，由第一压缩机（2）、蓄热器（9）和储气罐（11）通过管路依次连接而成；所述第一压缩机与电动机（1）连接；

压缩空气释能回路，由储气罐（11）、蓄热器（9）和第二膨胀机（5）通过管路依次连接而成；

换热器（13），设置在所述第二压缩机（6）和所述蓄热器（9）之间；

空气干燥机（12），设置在所述第一压缩机（2）的进气端；所述空气干燥机（12）和所述第一压缩机（2）之间设置有第一阀门（101）；

所述第一压缩机（2）、第二膨胀机（5）和蓄热器（9）之间通过第一三通连通；所述第一三通和所述第一压缩机（2）之间设置有第七阀门（107）；所述第一三通和所述第二膨胀机（5）之间设置有第六阀门（106）；所述第一三通和所述蓄热器（9）之间设置有第八阀门（108）；

所述蓄热器（9）、储气罐（11）和第一膨胀机（3）之间通过第二三通连通；在蓄热器（9）和第二三通之间设置有第九阀门（109）；在储气罐（11）和第二三通之间设置有第十三阀门（113）；在第二三通和第一膨胀机（3）之间设置有第十二阀门（112）；所述第二压缩机（6）通过管路连通设置在第十二阀门（112）和第九阀门（109）之间，且在管路上设置有第十阀门（110）；

第一压缩机（2）、第二膨胀机（5）和蓄冷器（14）之间通过第三三通连通；在第一压缩机（2）和第三三通之间设置有第四阀门（104）；在第三三通和所述蓄冷器（14）之间设置有第三阀门（103）；在第三三通和第二膨胀机（5）之间设置有第十阀门（110）；

第二压缩机（6）、蓄冷器（14）和第一膨胀机（3）之间通过第四三通连通；所述第二压缩机（6）和第四三通之间设置有第十一阀门（111）；所述第一膨胀机（3）和第四三通之间设置有第五阀门（105）。

2.根据权利要求1所述压缩空气和热泵储电耦合的储电系统，其特征在于，还包括：排气管路，与所述第二膨胀机（5）的出口连通；所述排气管路上设置有第二阀门（102）。

3.根据权利要求1所述压缩空气和热泵储电耦合的储电系统，其特征在于，所述蓄冷器（14）内的蓄冷介质为颗粒状或多孔状固体，所述蓄冷介质的成分为岩石、矿石、矿渣、混凝土、耐火砖、陶瓷球、金属、封装的相变材料中一种或多种混合，所述蓄冷器（14）的传热工质为空气、氮气、氧气、二氧化碳中一种或多种混合。

4.根据权利要求1所述压缩空气和热泵储电耦合的储电系统，其特征在于，还包括：

所述蓄热器（9）内的蓄热介质为颗粒状或多孔状固体，所述蓄热介质的成分为碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙、碳酸镁、氧化镁、氢氧化镁、碳酸铅、氧化钡、氧化钴、氧化铝中一种或多种混合，所述蓄热器（9）内的反应气体为氧气、二氧化碳、水蒸气、氢气、氮气中一种或多种混合。

5.一种压缩空气和热泵储电耦合的储电方法，其特征在于，使用权利要求1-4中任一项所述的压缩空气和热泵储电耦合的储电系统；

所述第一离合器（8）使第一压缩机（2）和第一膨胀机（3）断开，第二离合器（10）使第二压缩机（6）和第二膨胀机（5）断开，进行压缩空气储能和释能过程；

所述第一离合器（8）使第一压缩机（2）和第一膨胀机（3）连接，第二离合器（10）使第二压缩机（6）和第二膨胀机（5）连接，进行热泵储电的储能和释能过程。

6.根据权利要求5所述的压缩空气和热泵储电耦合的储电方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述第一离合器（8）使第一压缩机（2）和第一膨胀机（3）断开，第二离合器（10）使第二压缩机（6）和第二膨胀机（5）断开；

压缩空气储能过程，开启第四阀门（104）、第七阀门（107）、第八阀门（108）、第九阀门（109）和第十三阀门（113），关闭其他阀门；启动电动机（1）驱动第一压缩机（2）压缩，压缩机将气体工质变成高温高压状态，经过蓄热器（9）将热量存储在蓄热介质中，气体工质变成高压常温状态，气体工质进入到储气罐（11）中；

压缩空气释能过程，开启第十三阀门（113）、第九阀门（109）、第八阀门（108）、第六阀门（106）、第十阀门（110）和第二阀门（102），关闭其他阀门；将储气罐（11）中储存的高压常温态气体工质释放，经过蓄热器（9）后，吸收蓄热器（9）中存储的热量，气体工质由高压常温状态升至高温高压状态，进入第二膨胀机（5），第二膨胀机（5）膨胀做功，通过发电机（4）发电，经过第一膨胀机（3）后的气体工质由高温高压状态变成常温常压状态；

所述第一离合器（8）使第一压缩机（2）和第一膨胀机（3）连接，第二离合器（10）使第二压缩机（6）和第二膨胀机（5）连接；

热泵储电储能过程，打开第三阀门（103）、第五阀门（105）、第十二阀门（112）、第九阀门（109）、第八阀门（108）、第七阀门（107）和第四阀门（104），其他阀门均关闭；启动电动机（1）驱动第一压缩机（2）压缩，第一压缩机（2）将回路中的气态工质由常温常压状态变成高温高压状态，气体工质进入到蓄热器（9）中，且将热量存储到蓄热介质中，气体工质在经过蓄热器（9）后由高温高压状态变成常温高压状态，气体工质进入到第一膨胀机（3），第一膨胀机（3）做功，气体工质经过第一膨胀机（3）后由常温高压状态变成低温低压状态，气体工质进入到蓄冷器（14）中，且将冷能存储到蓄冷介质中，气体工质经过蓄冷器（14）后由低温低压状态变成常温常压状态，重新进入循环；

热泵储电释能过程，打开第三阀门（103）、第十阀门（110）、第十一阀门（111）、第六阀门（106）、第八阀门（108）、第九阀门（109），关闭其他的阀门；经过蓄热器（9）后的气体工质为高温高压状态，气体工质进入到第二膨胀机（5）进行做功，气体工质经过第二膨胀机（5）后，由高温高压状态变成常温低压状态，气体工质进入蓄冷器（14），且将冷能存储到蓄冷介质中，气体工质由常温低压变成低温低压，气体工质进入到第二压缩机（6），气体工质由低温低压状态变成常温高压状态，气体工质进入蓄热器（9），吸收蓄热介质中的热量，气体工质由常温高压状态变成高温高压状态重新进入循环。