CN115993070A - 储能系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种储能系统及其控制方法，储能系统包括依次闭环连接的储能罐、释能换热组件、透平、储气库、压缩机以及储能换热组件，释能换热组件通过进气管道和透平连接，储能系统还包括暖管流路，其中：暖管流路连通储能罐和进气管道，包括冷却单元及第一阀门，冷却单元位于第一阀门和储能罐之间；在释能换热组件开启且第一阀门打开时，释能换热组件将从储能罐输入的液态二氧化碳转换为气态二氧化碳并进行加热，加热后的气态二氧化碳置换进气管道内的低温二氧化碳，直至进气管道内的二氧化碳的温度满足透平启机允许温度，冷却单元将从进气管道输入的气态二氧化碳降温并回流至储能罐，避免发生冷脆，确保储能系统的安全可靠、高效稳定、快速响应。

Description

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，特别是涉及一种储能系统及其控制方法。

背景技术

随着碳达峰、碳中和成为全球共识，利用太阳能、风能等清洁能源以减缓煤炭、石油等不可再生的传统能源消耗成为必然选择，而由于清洁能源的间歇性、波动性、错峰发电等特点，储能技术成为清洁能源发展的关键技术之一。

目前，基于二氧化碳气液相变循环的储能技术通过在用电低谷期利用多余电力或者利用清洁能源将储气仓内常温常压的气态二氧化碳压缩冷凝为液态二氧化碳储存在储罐中，并将压缩过程中产生的热能储存起来，在用电高峰期利用存储的热能加热液态二氧化碳至气态，气态二氧化碳驱动透平带动发电机进行发电，而做功后的气态二氧化碳重新回到储气仓内循环使用，具有结构简单、布置灵活、储能效率较高等优势逐渐引起了广泛的关注。但是透平运行结束后进气管道内的气态二氧化碳温度随着时间降低，使得透平进气管道内存在低温的气态二氧化碳，此时透平启机气态二氧化碳直接进入透平膨胀后会进一步降温，低温导致透平叶片发生冷脆，危及透平运行安全，甚至影响整个储能系统的可靠性、稳定性以及使用寿命。

因此，提供一种能够在透平开机前对透平进气管道进行暖管的储能系统及其控制方法是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种储能系统及其控制方法，通过在透平开机前将透平进气管道内的低温气态二氧化碳回流，保障透平以及储能系统的运行安全。

本发明提供了一种储能系统，包括依次闭环连接的储能罐、释能换热组件、透平、储气库、压缩机以及储能换热组件，所述释能换热组件通过进气管道和所述透平连接，所述储能系统还包括暖管流路，其中：

所述暖管流路连通所述储能罐和所述进气管道，包括冷却单元及第一阀门，所述冷却单元位于所述第一阀门和所述储能罐之间；

在所述释能换热组件开启且所述第一阀门打开时，所述释能换热组件将从所述储能罐输入的液态二氧化碳转换为气态二氧化碳并进行加热，加热后的气态二氧化碳置换所述进气管道内的低温二氧化碳，直至所述进气管道内的二氧化碳的温度满足所述透平启机允许温度，所述冷却单元将从所述进气管道输入的低温气态二氧化碳降温并回流至所述储能罐。

上述储能系统工作时，释能开始阶段，释能换热组件开启并且打开第一阀门，储能罐、释能换热组件、透平的进气管道、暖管流路构成二氧化碳的回路，储能罐向释能换热组件输入液态二氧化碳，释能换热组件将液态二氧化碳转换为气态二氧化碳并进行加热，加热后的高温气态二氧化碳向着进气管道流动，进气管道内低温气态二氧化碳（不满足透平启机允许温度的）被冷却单元降温并回流至储能罐，高温气态二氧化碳置换进气管道内的低温气态二氧化碳，置换过程持续进行直至进气管道内的二氧化碳的温度满足透平启机允许温度，此时透平处于允许启机的状态，并且此时气态二氧化碳进入透平不会导致透平叶片发生冷脆，能够确保透平的安全、可靠以及稳定的运行，同时能够对不满足透平运行条件的二氧化碳进行回收利用，有效减少能源浪费，而且能够缩短透平启机时间，提升响应能力，进而能够确保储能系统的安全可靠、高效稳定、快速响应以及使用寿命较长。

在其中一个实施例中，所述暖管流路还包括第一管道，所述第一管道依次连接所述进气管道、所述第一阀门、所述冷却单元以及所述储能罐的入口。

在其中一个实施例中，所述冷却单元为冷却器，所述冷却器用于将气态二氧化碳冷却至不高于所述储能罐内的气态二氧化碳的温度或是冷却至液态二氧化碳并输送至所述储能罐。

在其中一个实施例中，所述释能换热组件包括蒸发器、释能换热器以及第二管道，所述第二管道依次连接所述储能罐的出口、所述蒸发器、所述释能换热器以及所述进气管道的入口；

所述储能换热组件包括第三管道、冷凝器、储能换热器，所述第三管道依次连接所述压缩机、所述储能换热器、所述冷凝器以及所述储能罐的入口。

在其中一个实施例中，所述暖管流路还包括第四管道，所述第四管道依次连接所述进气管道、所述第一阀门、所述冷却单元的入口；所述冷凝器构成所述冷却单元，或，所述冷凝器和所述储能换热器构成所述冷却单元。

在其中一个实施例中，储能系统还包括保压流路，所述保压流路的一端与所述蒸发器的出口相连接，另一端与所述冷却单元的出口相连接。

在其中一个实施例中，所述保压流路包括第二阀门以及第五管道，所述第五管道依次连接所述蒸发器的出口、所述第二阀门、所述冷却单元的出口。

在其中一个实施例中，储能系统还包括监控模块，所述监控模块包括温度采集元件以及控制组件，其中：

所述温度采集元件设置于所述透平的入口处，用于采集所述进气管道的气态二氧化碳的温度数据；

所述控制组件与所述温度采集元件、所述第一阀门以及所述透平通信连接，用于根据获得的温度数据控制所述第一阀门以及所述透平动作。

另外，本发明还提供了一种如上述任一项技术方案所述的储能系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤S701，透平启机前、释能换热组件开启且第一阀门打开，释能换热组件将从储能罐输入的液态二氧化碳转换为高温气态二氧化碳；

步骤S702，释能换热组件输出的高温气态二氧化碳置换进气管道内的低温气态二氧化碳；

步骤S703，冷却单元将从进气管道输入的气态二氧化碳降温并回流至储能罐；

步骤S704，在进气管道内的气态二氧化碳达到设定温度后第一阀门关闭，所述设定温度为透平启机允许温度。

上述储能系统的控制方法中，首先通过步骤S701，在透平启机之前释能开始，释能换热组件开启并且打开第一阀门，储能罐、释能换热组件、透平的进气管道、暖管流路构成二氧化碳的回路，储能罐向释能换热组件输入液态二氧化碳，释能换热组件将液态二氧化碳转换为气态二氧化碳并进行加热，以形成高温气态二氧化碳；然后通过步骤S702，高温气态二氧化碳向着进气管道流动，并且高温气态二氧化碳置换进气管道内低温气态二氧化碳，低温气态二氧化碳经过第一阀门输入至冷却单元，此时，高温气态二氧化碳置换进气管道内的低温气态二氧化碳；接着通过步骤S703，冷却单元将气态二氧化碳降温，并且降温后的二氧化碳回流至储能罐，直至将透平进气管道内的低温气态二氧化碳全部回流至储能罐；最后通过步骤S704，置换过程持续进行直至透平进气管道内的二氧化碳温度达到设定温度，而且该设定温度为透平启机允许温度，此时透平处于允许启机的状态，关闭第一阀门，透平开机启机，气态二氧化碳进入透平，由于此时气态二氧化碳的温度较高，气态二氧化碳的进入不会对透平叶片造成影响；上述储能系统的控制方法逻辑简单、易于实现，能够确保储能系统的安全可靠、高效稳定、快速响应以及使用寿命较长。

在其中一个实施例中，储能系统的控制方法用于控制如上述一技术方案所述的储能系统，该储能系统还包括监控模块，相对应地，储能系统的控制方法中步骤S701具体包括以下步骤：

温度采集元件采集并传输进气管道的气态二氧化碳的温度数据；

控制组件将所接受的温度数据与透平启机允许温度相对比，在温度数据小于透平启机允许温度时，第一阀门打开，释能换热组件将从储能罐输入的液态二氧化碳转换为高温气态二氧化碳；在温度数据大于透平启机允许温度时，透平启机，第一阀门关闭。

附图说明

图1为本发明第一实施例中储能系统的结构示意图；

图2为本发明第二实施例中储能系统的结构示意图；

图3为本发明第三实施例中储能系统的结构示意图；

图4为本发明第四实施例中储能系统的结构示意图；

图5为本发明第五实施例中储能系统的结构示意图；

图6为本发明第六实施例中储能系统的结构示意图；

图7为本发明一实施例中储能系统的控制方法流程图。

附图标记：

10、储能系统；101、进气管道；

100、储能罐；

200、释能换热组件；210、蒸发器；220、释能换热器；230、第二管道；

300、透平；

400、储气库；

500、压缩机；

600、储能换热组件；610、第三管道；620、冷凝器；630、储能换热器；

700、暖管流路；710、冷却单元；720、第一阀门；730、第一管道；740、第四管道；

810、第一循环管道；820、第二循环管道；

900、保压流路；910、第二阀门；920、第五管道。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

下面结合附图介绍本发明实施例提供的技术方案。

如图1、图2以及图3所示，本发明提供了一种储能系统10，基于二氧化碳气液相变循环进行能源储能，该储能系统10包括储能罐100、释能换热组件200、透平300、储气库400、压缩机500以及储能换热组件600，储能罐100、释能换热组件200、透平300、储气库400、压缩机500以及储能换热组件600依次闭环连接，储能罐100内存储有气态二氧化碳和液态二氧化碳，释能换热组件200加热液态二氧化碳至高温气态，透平300通过气态二氧化碳带动发电机进行发电，而做功后的气态二氧化碳重新回到储气库400内，在用电低谷期利用多余电力或者清洁能源将储气库400内常温常压的气态二氧化碳通过压缩机500进行压缩处理，并且经过储能换热组件600冷凝为液态二氧化碳储存在储能罐100内，由于储能罐100、释能换热组件200、透平300、储气库400、压缩机500以及储能换热组件600的具体结构并未改进，可以采用现有结构，例如现有专利CN112985143B、CN112985144B中的储气库100（本发明的储气库400）、储液罐200（本发明的储能罐100）、蒸发器410（本发明的蒸发器210）、第一释能换热器420（本发明的释能换热器220）、第一膨胀机430（本发明的透平300）、第一压缩机310（本发明的压缩机500）、第二储能换热器340（本发明的储能换热器630）、冷凝器350（本发明的冷凝器620），再例如现有专利CN112985145B和CN114109549B中的储气库100（本发明的储气库400）、储液罐200（本发明的储能罐100）、蒸发器410（本发明的蒸发器210）、释能换热器420（本发明的释能换热器220）、膨胀机430（本发明的透平300）、压缩机310（本发明的压缩机500）、储能换热器320（本发明的储能换热器630）、冷凝器330（本发明的冷凝器620）。

释能换热组件200通过进气管道101和透平300连接，而为了解决透平300开机前进气管道101内的低温气态二氧化碳再次进入透平300容易导致透平300叶片发生冷脆的技术问题，本发明对储能系统10进行改进，改进后的储能系统10增加了用于实现进气管道101暖管的暖管流路700。暖管流路700连通储能罐100的入口和透平300的进气管道101，暖管流路700包括冷却单元710及第一阀门720，冷却单元710位于第一阀门720和储能罐100之间，在具体设置时，第一阀门720可以为电磁阀、液动阀、气动阀等结构件；在释能换热组件200开启并且同时第一阀门720打开时，释能换热组件200将从储能罐100输入的液态二氧化碳转换为气态二氧化碳并进行加热以形成高温气态二氧化碳，高温气态二氧化碳置换进气管道101内原有的低温气态二氧化碳直至进气管道101内的二氧化碳的温度满足透平300启机允许温度，进气管道101内原有的低温气态二氧化碳输入冷却单元710，冷却单元710将从进气管道101输入的气态二氧化碳降温，并且降温后的二氧化碳回流至储能罐100。

上述储能系统10工作时，释能开始阶段，释能换热组件200开启并且打开第一阀门720，储能罐100、释能换热组件200、透平300的进气管道101、暖管流路700构成二氧化碳的回路，储能罐100向释能换热组件200输入液态二氧化碳，释能换热组件200将液态二氧化碳转换为气态二氧化碳并进行加热，加热后的高温气态二氧化碳向着进气管道101流动并且冷却单元710将进气管道101内低温气态二氧化碳降温并回流至储能罐100，高温气态二氧化碳置换进气管道101内的低温气态二氧化碳，置换过程持续进行直至进气管道101内的二氧化碳的温度满足透平300启机允许温度，此时透平300处于允许启机的状态，并且此时气态二氧化碳进入透平300也不会导致透平300叶片发生冷脆，能够确保透平300的安全、可靠以及稳定的运行，同时能够对不满足透平300运行条件的二氧化碳进行回收利用，有效减少能源及其储能工质浪费，而且能够缩短透平300启机时间，提升响应能力，进而能够确保储能系统10的安全可靠、高效稳定、快速响应以及使用寿命较长。

暖管流路700可以整体为新增结构，一种优选实施方式中，如图1所示，暖管流路700还包括第一管道730，第一管道730依次连接进气管道101、第一阀门720、冷却单元710以及储能罐100的入口。在工作时，液态二氧化碳从储能罐100输出并经过释能换热组件200转化为高温气态二氧化碳，高温气态二氧化碳置换进气管道101内的低温气态二氧化碳，低温气态二氧化碳进入第一管道730并经过第一阀门720后进入冷却单元710，冷却单元710将气态二氧化碳降温，降温后的二氧化碳经过第一管道730回流到储能罐100。上述暖管流路700中第一管道730、冷却单元710以及第一阀门720全部为新增结构件，共同构成新增的暖管流路700，与储能系统10内现有的其他结构并不冲突，结构简单并且易于实现。

在此基础上，冷却单元710的结构形式具有多种，具体地，冷却单元710为冷却器，冷却器用于对气态二氧化碳进行冷却处理，经过冷却器冷却处理后的气态二氧化碳的温度等于或者是低于储能罐100内的气态二氧化碳的温度；或是，冷却器用于将气态二氧化碳冷却至液态二氧化碳；经过冷却器处理后的气态二氧化碳或是液态二氧化碳被输送至储能罐100。在具体设置时，通过冷却器能够简便、高效、成本较低地实现冷却处理，当然，冷却单元710的结构并不局限于此，还可以为其他能够满足需求的形式，例如可以为冷凝器620。

暖管流路700还可以一部分为新增结构，另一部分利用现有结构，为此需要具体展开介绍储能系统10的现有结构，以便于后续引用。如图2以及图3所示，一种优选实施方式中，释能换热组件200包括蒸发器210、释能换热器220以及第二管道230，第二管道230依次连接储能罐100的出口、蒸发器210、释能换热器220以及进气管道101的入口；在工作时，液态二氧化碳从储能罐100进入第二管道230流通，首先经过蒸发器210的蒸发处理，接着经过释能换热器220的升温处理，以使得从第二管道230流入进气管道101的入口的是高温气态二氧化碳。

储能换热组件600包括第三管道610、冷凝器620、储能换热器630，第三管道610依次连接压缩机500、储能换热器630、冷凝器620以及储能罐100的入口。在具体设置时，储能系统10还包括第一循环管道810和第二循环管道820，第一循环管道810的一端连接透平300的出口，并且第一循环管道810的另一端连接储气库400的入口，第二循环管道820的一端连接储气库400的出口，并且另一端连接压缩机500的入口。在释能时，做功后的气态二氧化碳从透平300经过第一循环管道810进入储气库400。在储能时，气态二氧化碳经过第二循环管道820进入压缩机500进行压缩处理，压缩后的气态二氧化碳进入第三管道610流通，并依次经过储能换热器630的降温处理、冷凝器620的冷凝处理成液态二氧化碳后通过第三管道610输入至储能罐100。

在此基础上，具体地，暖管流路700还包括第四管道740，第四管道740依次连接进气管道101的出口、第一阀门720、冷却单元710的入口，暖管流路700的具体结构如下两种：

第一种，如图2所示，冷凝器620构成冷却单元710，第四管道740与冷凝器620的入口相连接。在用电低谷期第一阀门720关闭，气态二氧化碳经过压缩机500、储能换热器630、冷凝器620向液态二氧化碳的相变转换正常进行。释能开始阶段，液态二氧化碳从储能罐100输出并经过释能换热组件200转化为高温气态二氧化碳，高温气态二氧化碳置换进气管道101内的低温气态二氧化碳，低温气态二氧化碳进入第四管道740并经过第一阀门720后进入冷凝器620，冷凝器620将气态二氧化碳冷凝处理成液态二氧化碳后通过第三管道610输入至储能罐100。上述暖管流路700中第四管道740以及第一阀门720为新增结构件，冷却单元710为现有的冷凝器620，再加上现有的部分第三管道610共同构成暖管流路700，与储能系统10内现有的功能并不冲突，并且结构件较少、充分利用现有结构、结构简单、易于实现。

第二种，如图3所示，冷凝器620和储能换热器630构成冷却单元710，第四管道740与储能换热器630的入口相连接。储能时，第一阀门720关闭，气态二氧化碳经过压缩机500、储能换热器630、冷凝器620向液态二氧化碳的相变转换正常进行。释能开始阶段，液态二氧化碳从储能罐100输出并经过释能换热组件200转化为高温气态二氧化碳，高温气态二氧化碳置换进气管道101内的低温气态二氧化碳，低温气态二氧化碳进入第四管道740并经过第一阀门720后进入储能换热器630，并依次经过储能换热器630的降温处理、冷凝器620的冷凝处理成液态二氧化碳后通过第三管道610输入至储能罐100。上述暖管流路700中第四管道740以及第一阀门720为新增结构件，冷却单元710利用现有的冷凝器620、储能换热器630，再加上现有的部分第三管道610共同构成暖管流路700，与储能系统10内现有的功能并不冲突，并且结构件较少、充分利用现有结构、结构简单、易于实现。

为了实现释能开始阶段的保压，一种优选实施方式中，如图4、图5以及图6所示，储能系统10还包括保压流路900，保压流路900的一端与蒸发器210的出口相连接，保压流路900的另一端与冷却单元710的出口相连接，保压流路900的导通状态与暖管流路700相反。在释能开始阶段，第一阀门720打开，暖管流路700导通，而保压流路900处于不导通状态，此时从蒸发器210输出端的气态二氧化碳只能经过释能换热器220升温后进入进气管道101，而不会经过保压流路900；在透平300启机后，第一阀门720关闭，保压流路900导通，暖管流路700处于不导通状态，此时从蒸发器210输出端的气态二氧化碳一方面通过保压流路900回到储能罐100，另一方面经过释能换热器220升温后进入进气管道101，以便于透平300做功。在具体设置时，保压流路900的另一端可以汇集到冷却单元710的出口后连接到储能罐100，以节省管路，保压流路900的另一端和冷却单元710的出口还可以分别通过管路接到储能罐100。

保压流路900的结构形式具有多种，具体地，如图4、图5以及图6所示，保压流路900包括第二阀门910以及第五管道920，第五管道920依次连接蒸发器210的出口、第二阀门910、冷却单元710的出口，第二阀门910与第一阀门720的开闭状态相反。在释能开始阶段，第一阀门720打开，第二阀门910关闭，以使得暖管流路700导通，而保压流路900处于不导通状态；在透平300启机后，第一阀门720关闭，第二阀门910打开，保压流路900导通，暖管流路700处于不导通状态。当然，保压流路900的结构并不局限于此，还可以为其他能够满足要求的形式，例如，第五管道920依次连接蒸发器210的出口、第二阀门910、冷却单元710的入口。

为了提高暖管精度，一种优选实施方式中，储能系统10还包括监控模块，监控模块包括温度采集元件以及控制组件，温度采集元件设置于透平300的入口处，温度采集元件用于采集进气管道101的气态二氧化碳的温度数据；控制组件与温度采集元件、第一阀门720以及透平300之间分别通过线缆通信连接，控制组件用于根据获得的温度数据控制第一阀门720以及透平300动作。在具体设置时，温度采集元件可以为温度传感器、热电偶、热电阻等结构，还可以为其他能够满足要求的形式；控制组件可以为PLC、控制面板等结构，还可以为其他能够满足要求的形式。透平300启机前，温度采集元件对进气管道101的气态二氧化碳的温度数据进行精确采集，控制组件根据获得的气态二氧化碳的温度数据以精确地控制第一阀门720的开闭、透平300是否启机。

另外，如图7所示，本发明还提供了一种如上述任一项技术方案的储能系统10的控制方法，包括以下步骤：

步骤S701，透平300不启机、释能换热组件200开启，并且第一阀门720打开，储能罐100向释能换热组件200输送液态二氧化碳，释能换热组件200将从储能罐100输入的液态二氧化碳转换为高温气态二氧化碳；在具体设置时，步骤S701的执行是在透平300启机之前，若进气管道101的气态二氧化碳的温度低于透平300启机温度，释能换热组件200将液态二氧化碳相变转换为高温气态二氧化碳。

步骤S702，释能换热组件200输出的高温气态二氧化碳置换进气管道101内的低温气态二氧化碳；在具体设置时，释能换热组件200输出的气态二氧化碳处于高温状态，用于与进气管道101内低温气态二氧化碳相置换，以实现进气管道101的暖管。

步骤S703，冷却单元710将从进气管道101输入的气态二氧化碳降温，并且冷却单元710将降温后的二氧化碳回流至储能罐100；在具体设置时，冷却单元710对气态二氧化碳进行降温处理，降温处理后的二氧化碳可以为气态，也可以为液态。

步骤S704，在进气管道101内的气态二氧化碳达到设定温度后第一阀门720关闭。在具体设置时，该设定温度为透平300启机允许温度。

上述储能系统10的控制方法中，首先通过步骤S701，在透平300启机之前释能开始，释能换热组件200开启并且打开第一阀门720，储能罐100、释能换热组件200、透平300的进气管道101、暖管流路700构成二氧化碳的回路，储能罐100向释能换热组件200输入液态二氧化碳，释能换热组件200将液态二氧化碳转换为气态二氧化碳并进行加热，以形成高温气态二氧化碳；然后通过步骤S702，高温气态二氧化碳向着进气管道101流动，高温气态二氧化碳置换进气管道101内的低温气态二氧化碳，低温气态二氧化碳经过第一阀门720输入至冷却单元710；接着通过步骤S703，冷却单元710将气态二氧化碳降温，并且降温后的二氧化碳回流至储能罐100，直至将透平300进气管道101内的低温气态二氧化碳全部回流至储能罐100；最后通过步骤S704，置换过程持续进行直至透平300进气管道101及其内的二氧化碳温度达到设定温度，而且该设定温度为透平300启机允许温度，此时透平300处于允许启机的状态，透平300开机启机，气态二氧化碳进入透平300，由于此时气态二氧化碳的温度较高，气态二氧化碳的进入不会对透平300叶片造成影响；上述储能系统10的控制方法逻辑简单、易于实现，能够确保储能系统10的安全可靠、高效稳定、快速响应以及使用寿命较长。

在上述储能系统10的控制方法的基础上，一种优选实施方式中，储能系统10的控制方法用于控制如上述一技术方案的储能系统10，该储能系统10还包括监控模块，相对应地，储能系统10的控制方法中步骤S701具体包括以下步骤：温度采集元件采集并传输进气管道101的气态二氧化碳的温度数据；

控制组件将所接受的温度数据与透平300启机允许温度相对比，在温度数据小于透平300启机允许温度时，第一阀门720打开，释能换热组件200将从储能罐100输入的液态二氧化碳转换为高温气态二氧化碳；在温度数据大于透平300启机允许温度时，透平300启机，第一阀门720关闭。通过上述储能系统10的控制方法能够较为精确地获得进气管道101的气态二氧化碳的温度数据，从而能够通过控制第一阀门720的工作时间，以实现对进气管道101的气态二氧化碳温度的精确控制，从而能够便于精准地控制透平300的启机。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种储能系统，其特征在于，包括依次闭环连接的储能罐、释能换热组件、透平、储气库、压缩机以及储能换热组件，所述释能换热组件通过进气管道和所述透平连接，所述储能系统还包括暖管流路，其中：

所述暖管流路连通所述储能罐和所述进气管道，包括冷却单元及第一阀门，所述冷却单元位于所述第一阀门和所述储能罐之间；

在所述释能换热组件开启且所述第一阀门打开时，所述释能换热组件将从所述储能罐输入的液态二氧化碳转换为气态二氧化碳并进行加热，加热后的气态二氧化碳置换所述进气管道内的低温二氧化碳，直至所述进气管道内的二氧化碳的温度满足所述透平启机允许温度，所述冷却单元将从所述进气管道输入的低温气态二氧化碳降温并回流至所述储能罐。

2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述暖管流路还包括第一管道，所述第一管道依次连接所述进气管道、所述第一阀门、所述冷却单元以及所述储能罐的入口。

3.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于，所述冷却单元为冷却器，所述冷却器用于将气态二氧化碳冷却至不高于所述储能罐内的气态二氧化碳的温度或是冷却至液态二氧化碳并输送至所述储能罐。

4.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述释能换热组件包括蒸发器、释能换热器以及第二管道，所述第二管道依次连接所述储能罐的出口、所述蒸发器、所述释能换热器以及所述进气管道；

所述储能换热组件包括第三管道、冷凝器、储能换热器，所述第三管道依次连接所述压缩机、所述储能换热器、所述冷凝器以及所述储能罐的入口。

5.根据权利要求4所述的储能系统，其特征在于，所述暖管流路还包括第四管道，所述第四管道依次连接所述进气管道、所述第一阀门、所述冷却单元的入口；所述冷凝器构成所述冷却单元，或，所述冷凝器和所述储能换热器构成所述冷却单元。

6.根据权利要求4或5所述的储能系统，其特征在于，还包括保压流路，所述保压流路的一端与所述蒸发器的出口相连接，另一端与所述冷却单元的出口相连接。

7.根据权利要求6所述的储能系统，其特征在于，所述保压流路包括第二阀门以及第五管道，所述第五管道依次连接所述蒸发器的出口、所述第二阀门、所述冷却单元的出口。

8.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，还包括监控模块，所述监控模块包括温度采集元件以及控制组件，其中：

所述温度采集元件设置于所述透平的入口处，用于采集所述进气管道的气态二氧化碳的温度数据；

所述控制组件与所述温度采集元件、所述第一阀门以及所述透平通信连接，用于根据获得的温度数据控制所述第一阀门以及所述透平动作。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的储能系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S701，透平启机前、释能换热组件开启且第一阀门打开，释能换热组件将从储能罐输入的液态二氧化碳转换为高温气态二氧化碳；

步骤S702，释能换热组件输出的高温气态二氧化碳置换进气管道内的低温气态二氧化碳；

步骤S703，冷却单元将从进气管道输入的气态二氧化碳降温并回流至储能罐；

步骤S704，在进气管道内的气态二氧化碳达到设定温度后第一阀门关闭，所述设定温度为透平启机允许温度。

10.根据权利要求9所述的储能系统的控制方法，其特征在于，用于控制如权利要求8所述的储能系统，步骤S701具体包括以下步骤：

温度采集元件采集并传输进气管道的气态二氧化碳的温度数据；

控制组件将所接受的温度数据与透平启机允许温度相对比，在温度数据小于透平启机允许温度时，第一阀门打开，释能换热组件将从储能罐输入的液态二氧化碳转换为高温气态二氧化碳；在温度数据大于透平启机允许温度时，透平启机，第一阀门关闭。

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