CN115573886A - 分段蓄热的压缩空气储能系统及其控制方法 - Google Patents

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李春筱
孙洲
郑天文
万彪
范强
赵淑敏
孙书哲
张跃
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Shaoxing Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种分段蓄热的压缩空气储能系统及其控制方法，涉及储能技术领域。系统包括依次连接的第一级压缩机、第一空气冷却器、第二级压缩机、第二空气冷却器、第三级压缩机、第三空气冷却器、第四级压缩机和第四空气冷却器；系统还包括依次连接的第一空气回热器、第四级透平机、第二空气回热器、第三级透平机、第三空气回热器、第二级透平机、第四空气回热器、第一级透平机；系统还包括第一巷道、第二巷道、第三巷道、第四巷道以及多个蓄热罐。该系统采用了不同增压比等级的压缩机和不同膨胀比等级的透平机，可最大化提高巷道空间的储能密度；通过采用分段蓄热的方式，将压缩机产生的压缩热进行分段存储和利用，可以提高系统的发电效率。

Description

分段蓄热的压缩空气储能系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及储能技术领域，具体而言，涉及一种分段蓄热的压缩空气储能系统及其控制方法。
背景技术
压缩空气储能作为一种大规模清洁物理储能技术，是当前新型储能的重点发展方向之一，如何提高压缩空气储能系统的储能密度和发电效率，是影响压缩空气储能技术推广应用的关键。
发明内容
本发明的目的包括提供了一种分段蓄热的压缩空气储能系统及其控制方法，其能够充分利用垂直分布的地下巷道空间，最大化提高巷道空间的储能密度，提高系统的发电效率。
本发明的实施例可以这样实现：
第一方面，本发明提供一种分段蓄热的压缩空气储能系统，系统包括依次连接的电动机、第一级压缩机、第一空气冷却器、第二级压缩机、第二空气冷却器、第三级压缩机、第三空气冷却器、第四级压缩机和第四空气冷却器；
系统还包括依次连接的第一空气回热器、第四级透平机、第二空气回热器、第三级透平机、第三空气回热器、第二级透平机、第四空气回热器、第一级透平机和发电机；
系统还包括分别与第一空气冷却器、第二空气冷却器、第三空气冷却器、第四空气冷却器、第一空气回热器、第二空气回热器、第三空气回热器、第四空气回热器连接的第一巷道、第二巷道、第三巷道、第四巷道；
系统还包括分别与第一空气冷却器、第四空气回热器连接的第四蓄热罐；
系统还包括分别与第一空气冷却器、第四空气回热器连接的第三蓄热罐；
系统还包括分别与第二空气冷却器、第三空气冷却器、第四空气冷却器连接的第二蓄热罐；
系统还包括分别与第二空气冷却器、第三空气冷却器、第四空气冷却器、第三空气回热器连接的第一蓄热罐。
第二方面，本发明提供一种分段蓄热的压缩空气储能系统的控制方法，控制方法应用于前述实施方式的分段蓄热的压缩空气储能系统，控制方法包括储能控制和释能控制。
本发明实施例提供的分段蓄热的压缩空气储能系统及其控制方法的有益效果包括：
采用了不同增压比等级的压缩机，还采用了不同膨胀比等级的透平机，该系统可充分利用垂直分布的地下巷道空间，最大化提高巷道空间的储能密度；该系统通过采用分段蓄热的方式，将第一级压缩机产生的压缩热和其他级压缩机产生的压缩热进行分段存储和利用，可以提高系统的发电效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明实施例提供的分段蓄热的压缩空气储能系统。
图标：1-第一级压缩机；2-第二级压缩机；3-第三级压缩机；4-第四级压缩机；5-第四级透平机；6-第三级透平机；7-第二级透平机；8-第一级透平机；9-第一空气冷却器；10-第二空气冷却器；11-第三空气冷却器；12-第四空气冷却器；13-第一空气回热器；14-第二空气回热器；15-第三空气回热器；16-第四空气回热器；17-第一阀门；18-第二阀门；19-第三阀门；20-第四阀门；21-第五阀门；22-第六阀门；23-第七阀门；24-第八阀门；25-第九阀门；26-第十阀门；27-第十一阀门；28-第十二阀门；29-第十三阀门；30-第十四阀门；31-第十五阀门；32-第十六阀门；33-第十七阀门；34-第十八阀门；35-第十九阀门；36-第一蓄热罐；37-第二蓄热罐；38-第三蓄热罐；39-第四蓄热罐；40-第一巷道；41-第二巷道；42-第三巷道；43-第四巷道；44-第二十阀门；45-电动机；46-发电机。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
请参考图1，本实施例提供了一种分段蓄热的压缩空气储能系统，系统包括依次连接的电动机45、第一级压缩机1、第一空气冷却器9、第二级压缩机2、第二空气冷却器10、第三级压缩机3、第三空气冷却器11、第四级压缩机4和第四空气冷却器12。
系统还包括依次连接的第一空气回热器13、第四级透平机5、第二空气回热器14、第三级透平机6、第三空气回热器15、第二级透平机7、第四空气回热器16、第一级透平机8和发电机46。
系统还包括分别与第一空气冷却器9、第二空气冷却器10、第三空气冷却器11、第四空气冷却器12、第一空气回热器13、第二空气回热器14、第三空气回热器15、第四空气回热器16连接的第一巷道40、第二巷道41、第三巷道42、第四巷道43。
系统还包括分别与第一空气冷却器9、第四空气回热器16连接的第四蓄热罐39。
系统还包括分别与第一空气冷却器9、第四空气回热器16连接的第三蓄热罐38。
系统还包括分别与第二空气冷却器10、第三空气冷却器11、第四空气冷却器12、第一空气回热器13、第二空气回热器14、第三空气回热器15连接的第二蓄热罐37。
系统还包括分别与第二空气冷却器10、第三空气冷却器11、第四空气冷却器12、第一空气回热器13、第二空气回热器14、第三空气回热器15连接的第一蓄热罐36。
系统还包括第一阀门17、第二阀门18、第三阀门19、第四阀门20、第五阀门21、第六阀门22，第一阀门17连接在第一空气冷却器9与第二级压缩机2之间，第二阀门18连接在第一空气冷却器9与第一巷道40、第二巷道41、第三巷道42、第四巷道43之间，第三阀门19连接在第二空气冷却器10与第三级压缩机3之间，第四阀门20连接在第二空气冷却器10与第一巷道40、第二巷道41、第三巷道42、第四巷道43之间，第五阀门21连接在第三空气冷却器11与第四级压缩机4之间，第六阀门22连接在第三空气冷却器11与第一巷道40、第二巷道41、第三巷道42、第四巷道43之间。
系统还包括分别连接在第一巷道40、第二巷道41、第三巷道42、第四巷道43的入口处的第七阀门23、第八阀门24、第九阀门25、第十阀门26。
系统还包括第十一阀门27、第十二阀门28、第十三阀门29、第二十阀门44，第十一阀门27连接在第一空气回热器13与第一巷道40、第二巷道41、第三巷道42、第四巷道43之间。第十二阀门28连接在第二空气回热器14与第一巷道40、第二巷道41、第三巷道42、第四巷道43之间。第十三阀门29连接在第三空气回热器15与第一巷道40、第二巷道41、第三巷道42、第四巷道43之间。第二十阀门44连接在第四空气回热器16与第一巷道40、第二巷道41、第三巷道42、第四巷道43之间。
系统还包括第十四阀门30、第十五阀门31、第十六阀门32，第十四阀门30连接在第一空气回热器13与第二蓄热罐37之间。第十五阀门31连接在第二空气回热器14与第二蓄热罐37之间。第十六阀门32连接在第三空气回热器15与第二蓄热罐37之间。
系统还包括第十七阀门33、第十八阀门34、第十九阀门35，第十七阀门33连接在第四空气冷却器12与第一蓄热罐36之间。第十八阀门34连接在第三空气冷却器11与第一蓄热罐36之间。第十九阀门35连接在第二空气冷却器10与第一蓄热罐36之间。
本实施例还提供上述分段蓄热的压缩空气储能系统的控制方法(以下简称：控制方法)，控制方法包括储能控制和释能控制。
一、储能控制包括以下步骤：
步骤一、打开第二阀门18、第七阀门23、第八阀门24、第九阀门25、第十阀门26，关闭其他阀门，启动第一级压缩机1，将空气压缩至高温高压状态，在此过程中，来自第三蓄热罐38的低温蓄热工质与第一级压缩机1出口的高温空气同时进入第一空气冷却器9中进行热交换；将第一空气冷却器9出口的高温蓄热工质存储至第四蓄热罐39，将第一空气冷却器9出口的高压常温空气同时注入第一巷道40、第二巷道41、第三巷道42、第四巷道43。持续该过程，直至第一巷道40、第二巷道41、第三巷道42、第四巷道43的空气压力由初始压力P0升至第一级压缩机1出口空气压力P1。
步骤二、打开第一阀门17、第四阀门20、第八阀门24、第九阀门25、第十阀门26、第十九阀门35，关闭其他阀门，启动第一级压缩机1和第二级压缩机2，将空气压缩至高温高压状态。在此过程中来自第三蓄热罐38的低温蓄热工质与第一级压缩机1出口的高温空气同时进入第一空气冷却器9中进行热交换；将第一空气冷却器9出口的高温蓄热工质存储至第四蓄热罐39。
从第一空气冷却器9出口的常温空气进入到第二级压缩机2继续压缩至高温状态，在此过程中，来自第一蓄热罐36的低温蓄热工质与第二级压缩机2出口的高温空气同时进入第二空气冷却器10中进行热交换；将第二空气冷却器10出口的高温蓄热工质存储至第二蓄热罐37。将第二空气冷却器10出口的高压常温空气同时注入第二巷道41、第三巷道42、第四巷道43。持续该过程，直至第二巷道41、第三巷道42、第四巷道43的空气压力升至第二级压缩机2出口空气压力P2。
步骤三、打开第一阀门17、第三阀门19、第六阀门22、第九阀门25、第十阀门26，第十八阀门34、第十九阀门35，关闭其他阀门，启动第一级压缩机1、第二级压缩机2和第三级压缩机3，将空气压缩至高温高压状态。在此过程中，来自第三蓄热罐38的低温蓄热工质与第一级压缩机1出口的高温空气同时进入第一空气冷却器9中进行热交换；将第一空气冷却器9出口的高温蓄热工质存储至第四蓄热罐39。
从第一空气冷却器9出口的常温空气进入到第二级压缩机2继续压缩至高温状态，在此过程中，来自第一蓄热罐36的低温蓄热工质与第二级压缩机2出口的高温空气同时进入第二空气冷却器10中进行热交换；将第二空气冷却器10出口的高温蓄热工质存储至第二蓄热罐37。
从第二空气冷却器10出口的常温空气进入到第三级压缩机3继续压缩至高温状态，在此过程中，来自第一蓄热罐36的低温蓄热工质与第三级压缩机3出口的高温空气同时进入第三空气冷却器11中进行热交换；将第三空气冷却器11出口的高温蓄热工质存储至第二蓄热罐37。将第三空气冷却器11出口的高压常温空气同时注入第三巷道42、第四巷道43。持续该过程，直至第三巷道42、第四巷道43的空气压力升至第三级压缩机3出口空气压力P3。
步骤四、打开第一阀门17、第三阀门19、第五阀门21、第十阀门26、第十七阀门33、第十八阀门34、第十九阀门35，关闭其他阀门，启动第一级压缩机1、第二级压缩机2、第三级压缩机3和第四级压缩机4，将空气压缩至高温高压状态。在此过程中，来自第三蓄热罐38的低温蓄热工质与第一级压缩机1出口的高温空气同时进入第一空气冷却器9中进行热交换；将第一空气冷却器9出口的高温蓄热工质存储至第四蓄热罐39。
从第一空气冷却器9出口的常温空气进入到第二级压缩机2继续压缩至高温状态，在此过程中，来自第一蓄热罐36的低温蓄热工质与第二级压缩机2出口的高温空气同时进入第二空气冷却器10中进行热交换；将第二空气冷却器10出口的高温蓄热工质存储至第二蓄热罐37。
从第二空气冷却器10出口的常温空气进入到第三级压缩机3继续压缩至高温状态，在此过程中，来自第一蓄热罐36的低温蓄热工质与第三级压缩机3出口的高温空气同时进入第三空气冷却器11中进行热交换；将第三空气冷却器11出口的高温蓄热工质存储至第二蓄热罐37。
从第三空气冷却器11出口的常温空气进入到第四级压缩机4继续压缩至高温状态，在此过程中，来自第一蓄热罐36的低温蓄热工质与第四级压缩机4出口的高温空气同时进入第四空气冷却器12中进行热交换；将第四空气冷却器12出口的高温蓄热工质存储至第二蓄热罐37。将第四空气冷却器12出口的高压常温空气注入第四巷道43。持续该过程，直至第四巷道43的空气压力升至第四级压缩机4出口空气压力P4。
在储能过程中，通过逐次投入不同的压缩机级数，各级压缩机的出口空气压力呈现P1<P2<P3<P4的现象，由于第一级压缩机1的增压比高于第二级压缩机2、第三级压缩机3、第四级压缩机4，所以第一级压缩机1的出口空气温度高于第二级压缩机2、第三级压缩机3、第四级压缩机4对应出口空气温度。第四蓄热罐39的蓄热温度高于第二蓄热罐37的蓄热温度。
二、释能控制包括以下步骤：
步骤一、打开第十阀门26、第十一阀门27、第十四阀门30、第十五阀门31、第十六阀门32，关闭其他阀门，释放第四巷道43内的高压空气，首先进入到第一空气回热器13。在此过程中，释放第二蓄热罐37内部的高温介质进入到第一空气回热器13与来自第四巷道43的高压空气进行热交换，从第一空气回热器13出口的低温蓄热介质储存于第一蓄热罐36，从第一空气回热器13出口的高温空气进入到第四级透平机5进行透平发电。
从第四级透平机5出口的低温空气进入到第二空气回热器14，在此过程中，释放第二蓄热罐37内部的高温介质进入到第二空气回热器14与来自第四级透平机5出口的低温空气进行热交换，从第二空气回热器14出口的低温蓄热介质储存于第一蓄热罐36，从第二空气回热器14出口的高温空气进入到第三级透平机6进行透平发电。
从第三级透平机6出口的低温空气进入到第三空气回热器15，在此过程中，释放第二蓄热罐37内部的高温介质进入到第三空气回热器15与来自第三级透平机6出口的低温空气进行热交换，从第三空气回热器15出口的低温蓄热介质储存于第一蓄热罐36，从第三空气回热器15出口的高温空气进入到第二级透平机7进行透平发电。
从第二级透平机7出口的低温空气进入到第四空气回热器16，在此过程中，释放第四蓄热罐39内部的高温介质进入到第四空气回热器16与来自第二级透平机7出口的低温空气进行热交换，从第四空气回热器16出口的低温蓄热介质储存于第三蓄热罐38，从第四空气回热器16出口的高温空气进入到第一级透平机8进行透平发电，持续该过程，直至第四巷道43的空气压力由P4降低至P3。
步骤二、打开第九阀门25、第十阀门26、第十二阀门28、第十五阀门31、第十六阀门32，关闭其他阀门，同时释放第三巷道42、第四巷道43内的高压空气，首先进入到第二空气回热器14。在此过程中，释放第二蓄热罐37内部的高温介质进入到第二空气回热器14与来自第三巷道42、第四巷道43的高压空气进行热交换，从第二空气回热器14出口的低温蓄热介质储存于第一蓄热罐36，从第二空气回热器14出口的高温空气进入到第三级透平机6进行透平发电。
从第三级透平机6出口的低温空气进入到第三空气回热器15，在此过程中，释放第二蓄热罐37内部的高温介质进入到第三空气回热器15与来自第三级透平机6出口的低温空气进行热交换，从第三空气回热器15出口的低温蓄热介质储存于第一蓄热罐36，从第三空气回热器15出口的高温空气进入到第二级透平机7进行透平发电。
从第二级透平机7出口的低温空气进入到第四空气回热器16，在此过程中，释放第四蓄热罐39内部的高温介质进入到第四空气回热器16与来自第二级透平机7出口的低温空气进行热交换，从第四空气回热器16出口的低温蓄热介质储存于第三蓄热罐38，从第四空气回热器16出口的高温空气进入到第一级透平机8进行透平发电，持续该过程，直至第三巷道42、第四巷道43的空气压力由P3降低至P2。
步骤三、打开第八阀门24、第九阀门25、第十阀门26、第十三阀门29、第十六阀门32，关闭其他阀门，同时释放第二巷道41、第三巷道42、第四巷道43内的高压空气，首先进入到第三空气回热器15。在此过程中，释放第二蓄热罐37内部的高温介质进入到第三空气回热器15与来自第二巷道41、第三巷道42、第四巷道43的高压空气进行热交换，从第三空气回热器15出口的低温蓄热介质储存于第一蓄热罐36，从第三空气回热器15出口的高温空气进入到第二级透平机7进行透平发电。
从第二级透平机7出口的低温空气进入到第四空气回热器16，在此过程中，释放第四蓄热罐39内部的高温介质进入到第四空气回热器16与来自第二级透平机7出口的低温空气进行热交换，从第四空气回热器16出口的低温蓄热介质储存于第三蓄热罐38，从第四空气回热器16出口的高温空气进入到第一级透平机8进行透平发电，持续该过程，直至第二巷道41、第三巷道42、第四巷道43的空气压力由P2降低至P1。
步骤四、打开第七阀门23、第八阀门24、第九阀门25、第十阀门26，打开第二十阀门44，关闭其他阀门，同时释放第一巷道40、第二巷道41、第三巷道42、第四巷道43内的高压空气，首先进入到第四空气回热器16。在此过程中，释放第四蓄热罐39内部的高温介质进入到第四空气回热器16与来自第一巷道40、第二巷道41、第三巷道42、第四巷道43的高压空气进行热交换，从第四空气回热器16出口的低温蓄热介质储存于第三蓄热罐38，从第四空气回热器16出口的高温空气进入到第一级透平机8进行透平发电。持续该过程，直至第二巷道41、第三巷道42、第四巷道43的空气压力由P1降低初始储能阶段的注气压力P0。
在释能过程中，通过逐次投入不同的透平机级数，各级透平机的进口空气压力呈现P4>P3>P2>P1的现象，由于第一级透平机8的膨胀比高于第四级透平机5、第三级透平机6、第二级透平机7，所以第一级透平机8的进口空气温度需高于第四级透平机5、第三级透平机6、第二级透平机7对应进口空气温度。故第四蓄热罐39的蓄热温度用于加热第一级透平机8的进口空气，采用第二蓄热罐37的蓄热温度用于加热第四级透平机5、第三级透平机6、第二级透平机7的进口空气，通过温度的梯级利用实现系统效率的提升。
本发明实施例提供的分段蓄热的压缩空气储能系统及其控制方法的有益效果包括：
采用了不同增压比等级的压缩机，具体而言第一级压缩机的增压比高于其他级压缩机；还采用了不同膨胀比等级的透平机，具体而言第一级透平机的膨胀比高于其他级透平机；该系统可充分利用垂直分布的地下巷道空间，最大化提高巷道空间的储能密度；该系统通过采用分段蓄热的方式，将第一级压缩机1产生的压缩热和其他级压缩机产生的压缩热进行分段存储和利用，可以提高系统的发电效率。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种分段蓄热的压缩空气储能系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的电动机(45)、第一级压缩机(1)、第一空气冷却器(9)、第二级压缩机(2)、第二空气冷却器(10)、第三级压缩机(3)、第三空气冷却器(11)、第四级压缩机(4)和第四空气冷却器(12)；
所述系统还包括依次连接的第一空气回热器(13)、第四级透平机(5)、第二空气回热器(14)、第三级透平机(6)、第三空气回热器(15)、第二级透平机(7)、第四空气回热器(16)、第一级透平机(8)和发电机(46)；
所述系统还包括分别与所述第一空气冷却器(9)、所述第二空气冷却器(10)、所述第三空气冷却器(11)、所述第四空气冷却器(12)、所述第一空气回热器(13)、所述第二空气回热器(14)、所述第三空气回热器(15)、所述第四空气回热器(16)连接的第一巷道(40)、第二巷道(41)、第三巷道(42)、第四巷道(43)；
所述系统还包括分别与所述第一空气冷却器(9)、所述第四空气回热器(16)连接的第四蓄热罐(39)；
所述系统还包括分别与所述第一空气冷却器(9)、所述第四空气回热器(16)连接的第三蓄热罐(38)；
所述系统还包括分别与所述第二空气冷却器(10)、所述第三空气冷却器(11)、所述第四空气冷却器(12)、所述第一空气回热器(13)、所述第二空气回热器(14)、所述第三空气回热器(15)连接的第二蓄热罐(37)；
所述系统还包括分别与所述第二空气冷却器(10)、所述第三空气冷却器(11)、所述第四空气冷却器(12)、所述第一空气回热器(13)、所述第二空气回热器(14)、所述第三空气回热器(15)连接的第一蓄热罐(36)。
2.根据权利要求1所述的分段蓄热的压缩空气储能系统，其特征在于，所述系统还包括第一阀门(17)、第二阀门(18)、第三阀门(19)、第四阀门(20)、第五阀门(21)、第六阀门(22)，所述第一阀门(17)连接在所述第一空气冷却器(9)与所述第二级压缩机(2)之间，所述第二阀门(18)连接在所述第一空气冷却器(9)与所述第一巷道(40)、所述第二巷道(41)、所述第三巷道(42)、所述第四巷道(43)之间，所述第三阀门(19)连接在所述第二空气冷却器(10)与所述第三级压缩机(3)之间，所述第四阀门(20)连接在所述第二空气冷却器(10)与所述第一巷道(40)、所述第二巷道(41)、所述第三巷道(42)、所述第四巷道(43)之间，所述第五阀门(21)连接在所述第三空气冷却器(11)与所述第四级压缩机(4)之间，所述第六阀门(22)连接在所述第三空气冷却器(11)与所述第一巷道(40)、所述第二巷道(41)、所述第三巷道(42)、所述第四巷道(43)之间；
所述系统还包括分别连接在所述第一巷道(40)、所述第二巷道(41)、所述第三巷道(42)、所述第四巷道(43)的入口处的第七阀门(23)、第八阀门(24)、第九阀门(25)、第十阀门(26)；
所述系统还包括第十一阀门(27)、第十二阀门(28)、第十三阀门(29)、第二十阀门(44)，所述第十一阀门(27)连接在所述第一空气回热器(13)与所述第一巷道(40)、所述第二巷道(41)、所述第三巷道(42)、所述第四巷道(43)之间；所述第十二阀门(28)连接在所述第二空气回热器(14)与所述第一巷道(40)、所述第二巷道(41)、所述第三巷道(42)、所述第四巷道(43)之间；所述第十三阀门(29)连接在所述第三空气回热器(15)与所述第一巷道(40)、所述第二巷道(41)、所述第三巷道(42)、所述第四巷道(43)之间；所述第二十阀门(44)连接在所述第四空气回热器(16)与所述第一巷道(40)、所述第二巷道(41)、所述第三巷道(42)、所述第四巷道(43)之间；
所述系统还包括第十四阀门(30)、第十五阀门(31)、第十六阀门(32)，所述第十四阀门(30)连接在所述第一空气回热器(13)与所述第二蓄热罐(37)之间；所述第十五阀门(31)连接在所述第二空气回热器(14)与所述第二蓄热罐(37)之间；所述第十六阀门(32)连接在所述第三空气回热器(15)与所述第二蓄热罐(37)之间；
所述系统还包括第十七阀门(33)、第十八阀门(34)、第十九阀门(35)，所述第十七阀门(33)连接在所述第四空气冷却器(12)与所述第一蓄热罐(36)之间；所述第十八阀门(34)连接在所述第三空气冷却器(11)与所述第一蓄热罐(36)之间；所述第十九阀门(35)连接在所述第二空气冷却器(10)与所述第一蓄热罐(36)之间。
3.一种分段蓄热的压缩空气储能系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法应用于权利要求1所述的分段蓄热的压缩空气储能系统，所述控制方法包括：
启动所述第一级压缩机(1)，将空气压缩，在此过程中，来自所述第三蓄热罐(38)的蓄热工质与所述第一级压缩机(1)出口的空气同时进入所述第一空气冷却器(9)中进行热交换；将所述第一空气冷却器(9)出口的蓄热工质存储至所述第四蓄热罐(39)，将所述第一空气冷却器(9)出口的空气同时注入所述第一巷道(40)、所述第二巷道(41)、所述第三巷道(42)、所述第四巷道(43)，持续该过程，直至所述第一巷道(40)、所述第二巷道(41)、所述第三巷道(42)、所述第四巷道(43)的空气压力由初始压力P0升至所述第一级压缩机(1)出口空气压力P1。
4.根据权利要求3所述的分段蓄热的压缩空气储能系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
启动所述第一级压缩机(1)和所述第二级压缩机(2)，将空气压缩，在此过程中，来自所述第三蓄热罐(38)的蓄热工质与所述第一级压缩机(1)出口的空气同时进入所述第一空气冷却器(9)中进行热交换；将所述第一空气冷却器(9)出口的蓄热工质存储至所述第四蓄热罐(39)；
从所述第一空气冷却器(9)出口的空气进入到所述第二级压缩机(2)继续压缩，在此过程中，来自所述第一蓄热罐(36)的蓄热工质与所述第二级压缩机(2)出口的空气同时进入所述第二空气冷却器(10)中进行热交换；将所述第二空气冷却器(10)出口的蓄热工质存储至所述第二蓄热罐(37)；将所述第二空气冷却器(10)出口的空气同时注入所述第二巷道(41)、所述第三巷道(42)、所述第四巷道(43)，持续该过程，直至所述第二巷道(41)、所述第三巷道(42)、所述第四巷道(43)的空气压力升至所述第二级压缩机(2)出口空气压力P2。
5.根据权利要求4所述的分段蓄热的压缩空气储能系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
启动所述第一级压缩机(1)、所述第二级压缩机(2)和所述第三级压缩机(3)，将空气压缩，在此过程中，来自所述第三蓄热罐(38)的蓄热工质与所述第一级压缩机(1)出口的空气同时进入所述第一空气冷却器(9)中进行热交换；将所述第一空气冷却器(9)出口的蓄热工质存储至所述第四蓄热罐(39)；
从所述第一空气冷却器(9)出口的空气进入到所述第二级压缩机(2)继续压缩，在此过程中，来自所述第一蓄热罐(36)的蓄热工质与所述第二级压缩机(2)出口的空气同时进入所述第二空气冷却器(10)中进行热交换；将所述第二空气冷却器(10)出口的蓄热工质存储至所述第二蓄热罐(37)；
从所述第二空气冷却器(10)出口的空气进入到所述第三级压缩机(3)继续压缩，在此过程中，来自所述第一蓄热罐(36)的蓄热工质与所述第三级压缩机(3)出口的空气同时进入所述第三空气冷却器(11)中进行热交换；将所述第三空气冷却器(11)出口的蓄热工质存储至所述第二蓄热罐(37)；将所述第三空气冷却器(11)出口的空气同时注入所述第三巷道(42)、所述第四巷道(43)，持续该过程，直至所述第三巷道(42)、所述第四巷道(43)的空气压力升至所述第三级压缩机(3)出口空气压力P3。
6.根据权利要求5所述的分段蓄热的压缩空气储能系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
启动所述第一级压缩机(1)、所述第二级压缩机(2)、所述第三级压缩机(3)和所述第四级压缩机(4)，将空气压缩，在此过程中，来自所述第三蓄热罐(38)的蓄热工质与所述第一级压缩机(1)出口的空气同时进入所述第一空气冷却器(9)中进行热交换；将所述第一空气冷却器(9)出口的蓄热工质存储至所述第四蓄热罐(39)；
从所述第一空气冷却器(9)出口的空气进入到所述第二级压缩机(2)继续压缩，在此过程中，来自所述第一蓄热罐(36)的蓄热工质与所述第二级压缩机(2)出口的空气同时进入所述第二空气冷却器(10)中进行热交换；将所述第二空气冷却器(10)出口的蓄热工质存储至所述第二蓄热罐(37)；
从所述第二空气冷却器(10)出口的空气进入到所述第三级压缩机(3)继续压缩，在此过程中，来自所述第一蓄热罐(36)的蓄热工质与所述第三级压缩机(3)出口的空气同时进入所述第三空气冷却器(11)中进行热交换；将所述第三空气冷却器(11)出口的蓄热工质存储至所述第二蓄热罐(37)；
从所述第三空气冷却器(11)出口的空气进入到所述第四级压缩机(4)继续压缩，在此过程中，来自所述第一蓄热罐(36)的蓄热工质与所述第四级压缩机(4)出口的空气同时进入所述第四空气冷却器(12)中进行热交换；将所述第四空气冷却器(12)出口的蓄热工质存储至所述第二蓄热罐(37)；将所述第四空气冷却器(12)出口的空气注入所述第四巷道(43)，持续该过程，直至所述第四巷道(43)的空气压力升至所述第四级压缩机(4)出口空气压力P4。
7.根据权利要求6所述的分段蓄热的压缩空气储能系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
释放所述第四巷道(43)内的空气，首先进入到所述第一空气回热器(13)，在此过程中，释放所述第二蓄热罐(37)内部的介质进入到所述第一空气回热器(13)与来自所述第四巷道(43)的空气进行热交换，从所述第一空气回热器(13)出口的蓄热介质储存于所述第一蓄热罐(36)，从所述第一空气回热器(13)出口的空气进入到所述第四级透平机(5)进行透平发电；
从所述第四级透平机(5)出口的空气进入到所述第二空气回热器(14)，在此过程中，释放所述第二蓄热罐(37)内部的介质进入到所述第二空气回热器(14)与来自所述第四级透平机(5)出口的空气进行热交换，从所述第二空气回热器(14)出口的蓄热介质储存于所述第一蓄热罐(36)，从所述第二空气回热器(14)出口的空气进入到所述第三级透平机(6)进行透平发电；
从所述第三级透平机(6)出口的空气进入到所述第三空气回热器(15)，在此过程中，释放所述第二蓄热罐(37)内部的介质进入到所述第三空气回热器(15)与来自所述第三级透平机(6)出口的空气进行热交换，从所述第三空气回热器(15)出口的蓄热介质储存于所述第一蓄热罐(36)，从所述第三空气回热器(15)出口的空气进入到所述第二级透平机(7)进行透平发电；
从所述第二级透平机(7)出口的空气进入到所述第四空气回热器(16)，在此过程中，释放所述第四蓄热罐(39)内部的介质进入到所述第四空气回热器(16)与来自所述第一级透平机(8)出口的空气进行热交换，从所述第四空气回热器(16)出口的蓄热介质储存于所述第三蓄热罐(38)，从所述第四空气回热器(16)出口的空气进入到所述第一级透平机(8)进行透平发电，持续该过程，直至所述第四巷道(43)的空气压力由P4降低至P3。
8.根据权利要求7所述的分段蓄热的压缩空气储能系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
同时释放所述第三巷道(42)、所述第四巷道(43)内的空气，首先进入到所述第二空气回热器(14)，在此过程中，释放所述第二蓄热罐(37)内部的介质进入到所述第二空气回热器(14)与来自所述第三巷道(42)、所述第四巷道(43)的空气进行热交换，从所述第二空气回热器(14)出口的蓄热介质储存于所述第一蓄热罐(36)，从所述第二空气回热器(14)出口的空气进入到所述第三级透平机(6)进行透平发电；
从所述第三级透平机(6)出口的空气进入到所述第三空气回热器(15)，在此过程中，释放所述第二蓄热罐(37)内部的介质进入到所述第三空气回热器(15)与来自所述第三级透平机(6)出口的空气进行热交换，从所述第三空气回热器(15)出口的蓄热介质储存于所述第一蓄热罐(36)，从所述第三空气回热器(15)出口的空气进入到所述第二级透平机(7)进行透平发电；
从所述第二级透平机(7)出口的空气进入到所述第四空气回热器(16)，在此过程中，释放所述第四蓄热罐(39)内部的介质进入到所述第四空气回热器(16)与来自所述第一级透平机(8)出口的空气进行热交换，从所述第四空气回热器(16)出口的蓄热介质储存于所述第三蓄热罐(38)，从所述第四空气回热器(16)出口的空气进入到所述第一级透平机(8)进行透平发电，持续该过程，直至所述第三巷道(42)、所述第四巷道(43)的空气压力由P3降低至P2。
9.根据权利要求8所述的分段蓄热的压缩空气储能系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
同时释放所述第二巷道(41)、所述第三巷道(42)、所述第四巷道(43)内的空气，首先进入到所述第三空气回热器(15)，在此过程中，释放所述第二蓄热罐(37)内部的介质进入到所述第三空气回热器(15)与来自所述第二巷道(41)、所述第三巷道(42)、所述第四巷道(43)的空气进行热交换，从所述第三空气回热器(15)出口的蓄热介质储存于所述第一蓄热罐(36)，从所述第三空气回热器(15)出口的空气进入到所述第二级透平机(7)进行透平发电；
从所述第二级透平机(7)出口的空气进入到所述第四空气回热器(16)，在此过程中，释放所述第四蓄热罐(39)内部的介质进入到所述第四空气回热器(16)与来自所述第二级透平机(7)出口的空气进行热交换，从所述第四空气回热器(16)出口的蓄热介质储存于所述第三蓄热罐(38)，从所述第四空气回热器(16)出口的空气进入到所述第一级透平机(8)进行透平发电，持续该过程，直至所述第二巷道(41)、所述第三巷道(42)、所述第四巷道(43)的空气压力由P2降低至P1。
10.根据权利要求9所述的分段蓄热的压缩空气储能系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
同时释放所述第一巷道(40)、所述第二巷道(41)、所述第三巷道(42)、所述第四巷道(43)内的空气，首先进入到所述第四空气回热器(16)，在此过程中，释放所述第四蓄热罐(39)内部的介质进入到所述第四空气回热器(16)与来自所述第一巷道(40)、所述第二巷道(41)、所述第三巷道(42)、所述第四巷道(43)的空气进行热交换，从所述第四空气回热器(16)出口的蓄热介质储存于所述第三蓄热罐(38)，从所述第四空气回热器(16)出口的空气进入到所述第一级透平机(8)进行透平发电；持续该过程，直至所述第二巷道(41)、所述第三巷道(42)、所述第四巷道(43)的空气压力由P1降低初始储能阶段的注气压力P0。
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