CN116950734A - 储能与发电系统及其运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种储能与发电系统及其运行方法，该储能与发电系统包括通过气体输送管道依次连接的高温压缩装置、第一换热装置、低温透平、第二换热装置，第一换热装置与第二换热装置内均设有固体输送通道，第一换热装置的两端分别连接有用于储热的高温储热装置和低温储热装置，第二换热装置的两端分别连接有用于储冷的高温储冷装置和低温储冷装置。本发明通过设置气体介质和固体介质分别在气体输送通道和固体输送通道里运行，能够使系统换热流畅，降低整个系统的热平衡损失。高温储热装置、低温储热装置、高温储冷装置和低温储冷装置内均不会出现斜温层，保证气体介质与固体介质能够充分换热，储罐内的能量能够被充分利用。
Description
技术领域
本发明涉及储能与发电技术领域，具体涉及一种储能与发电系统及其运行方法。
背景技术
大规模长时储能技术是电网消纳光伏、风电等不稳定新能源电力的重要手段。目前，抽水蓄能和压缩空气储能是大规模长时储电的主流技术，然而两者均对地理位置的有一定的要求，造成发展受限。
热泵储电技术是受到学术界和工业界广泛关注的新兴大规模长时储能技术。其在用电低谷时利用热泵循环将电转化为冷和热储存起来，而后在用电高峰时通过反向的热机循环(布雷顿循环、朗肯循环等)将储存的冷和热转化为电输出。在储热过程中，由于采用热泵循环，其储热效率可高于1。而后续的放电循环过程由于利用了在储热过程中储存的冷，其热机循环的效率更高。综合两者，热泵储电技术可以实现较高的储能效率。同时，热泵储电技术储能密度较高，可达到压缩空气储能的10倍以上，其储能成本相对较低，并且不受地理位置限制。
热泵储电技术按照储热和储冷方式可分为两种，双罐液态介质实现储热和储冷以及单罐固体储热和储冷。采用液态的储热和储冷材料与循环工质通过换热器换热，系统运行稳定，储罐温度统一，长时储存热平衡损失少；然而其储热和储冷材料成本较高，储热和储冷材料与循环工质间接换热，换热效率较低，需要两个大型的换热器才能实现。而采用固体储热和储冷的方式，材料价格低廉，储热材料与循环工质直接接触，换热效率高，可以省去两个大型换热器，系统相对简单。然而固体填料床储罐会产生斜温层，斜温层指的是储罐内高温介质和低温介质之间存在温度梯度的区域。斜温层的存在使得储罐内并不是完全的充满，或者完全放空的状态，是一个部分充放热的过程，储存的能量不能够被充分利用。同时，斜温层的存在会导致进出储罐的循环工质工况波动，系统运行不稳定且储罐内介质热平衡损失高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中采用双罐液体储能换热的储能成本高和单罐固体储能换热出现斜温层导致能量不能被充分利用及系统不稳定的缺陷，提供一种储能与发电系统及其运行方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
本发明提供一种储能与发电系统，所述储能与发电系统包括通过气体输送管道依次连接的高温压缩装置、第一换热装置、低温透平、第二换热装置，所述第二换热装置也与所述高温压缩装置通过气体输送管道连接以形成第一气路回路，所述高温压缩装置用于储能，还与外部驱动装置连接；
所述储能与发电系统还包括低温压缩装置和高温透平，所述低温压缩装置和所述高温透平分别通过气体输送管道连接在所述第一换热装置和所述第二换热装置上以形成第二气路回路，所述高温透平用于发电，还与外部发电装置连接；
所述第一换热装置与所述第二换热装置内均设有固体输送通道，所述第一换热装置内的所述固体输送通道的两端分别连接有用于储热的高温储热装置和低温储热装置，所述第二换热装置内的所述固体输送通道的两端分别连接有用于储冷的高温储冷装置和低温储冷装置。
在本方案中，储能时，启动外部驱动装置带动高温压缩装置工作，气体介质通过高温压缩装置后温度升高，第一换热装置与高温储热罐和低温储热罐连通，将升温后的气体介质与低温储热罐内的固体介质导入第一换热装置进行热量交换，能够将气体介质上携带的热量储存在高温储热罐内；换热后的气体介质经过第一换热装置换热后进入低温透平的温度降低，降温后的气体介质与高温储冷装置内的固体介质导入第二换热装置与气体介质进行热量交换，能够将气体介质上携带的热量储存在低温储冷装置内，进而完成整个储能过程。
发电时，将气体介质与低温储冷装置内固体介质一起导入第二换热装置内进行热交换，热交换后的固体介质被输送至高温储冷装置内进行储存，将热交换后气体介质导入低温压缩装置内加压升温；气体介质通过低温压缩装置后温度升高，第一换热装置与高温储热罐和低温储热罐连通，将升温后的气体介质与高温储热罐内的固体介质导入第一换热装置进行热量交换，能够将高温储热罐内固体介质携带的热量传输至气体介质上；换热后的气体介质经过第一换热装置换热后进入高温透平的温度降低，降温后的气体介质与低温储冷装置内的固体介质导入第二换热装置与气体介质进行热量交换，能够将低温储冷装置内固体介质携带的热量传输至气体介质上，进而完成整个发电过程。
气体介质与固体介质分别在气体输送通道和固体输送通道内运行，能够使得系统换热流畅，能够降低整个系统的热平衡损失，不会使系统内固体介质和气体介质的工况产生较大波动，导致系统运行不稳定。同时高温储热装置和低温储热装置、高温储冷装置和低温储冷装置内均不会出现斜温层，也能够保证气体介质与固体介质能够充分换热，储罐内的能量能够被充分利用。优选地，所述第一气路回路上，所述第一换热装置与所述低温透平之间设有用于对气体介质降温的冷却装置；
和/或，所述第二气路回路上，所述第一换热装置与所述低温压缩装置之间设有用于对气体介质降温的冷却装置。
在本方案中，对第一气路回路内的气体介质冷却，能够平衡高温压缩装置和低温透平在工作时产生的热量；对第二气路回路内的气体介质冷却，能够平衡低温压缩装置和高温透平在工作时产生的热量，有利于整个系统的热量平衡，提升系统工作的稳定性。
优选地，所述高温压缩装置与所述低温透平之间传动连接；
和/或，所述低温压缩装置与所述高温透平之间传动连接。
在本方案中，低温透平做功能够部分替代高温压缩装置的压缩耗工，高温透平做功能够部分替代低温压缩装置的压缩耗工，进而降低整个系统的耗能。
优选地，所述固体输送通道为所述第一换热装置或所述第二换热装置的壳程通道；所述固体输送通道内还套设有中空转轴，所述中空转轴的内腔为所述第一换热装置或所述第二换热装置用于气体介质输送的管程通道；沿所述中空转轴的轴向，所述中空转轴的外壁上设有多个螺旋叶片；所述螺旋叶片为中空结构，所述螺旋叶片的内腔与所述中空转轴的内腔相连通。
在本方案中，中空转轴转动时，螺旋叶片能够将固体介质从固体输送通道的一端输送至固体输送通道的另一端，实现固体介质的输送。通过改变中空转轴的转动方向，能够改变固体介质的输送方向。
螺旋叶片的内腔与中空转轴的内腔相连通，气体介质通入该相连通的内腔后，能够通过中空转轴的外壁与螺旋叶片的外壁与壳程通道内的固体介质进行间接换热。该间接换热的方式能够使得系统换热流畅，能够降低整个系统的热平衡损失，不会使系统内固体介质和气体介质的工况产生较大波动，导致系统运行不稳定。
优选地，所述储能与发电系统还包括预加压装置，所述预加压装置用于对气体介质预先加压，使系统内最低压力保持在常压以上；
所述预加压装置连接所述高温压缩装置，以用于使加压后的气体介质导入所述高温压缩装置内；和/或，所述预加压装置连接所述低温压缩装置，以用于使加压后的气体介质导入所述低温压缩装置内。
在本方案中，通过设置预加压装置能够降低循环气体介质的流量，减少系统高温压缩装置、低温压缩装置、高温透平、低温透平、第一换热装置和第二换热装置等主要设备的尺寸，进一步降低储能成本，同时提高系统的稳定性，实现电力的低成本稳定储存。
本发明还提供一种储能与发电系统的运行方法，采用如上所述的储能与发电系统，所述储能与发电系统的运行方法包括，
储能时，开启所述外部驱动装置以带动所述高温压缩装置，并启动所述第一换热装置，将加压升温后的气体介质与所述低温储热装置内的固体介质在所述第一换热装置内进行第一次热交换，第一次热交换后的固体介质被输送至所述高温储热装置内实现储热；其中，所述高温压缩装置的压比为2-5，所述加压升温后的气体介质的温度达到400℃-600℃、压力达到2bar-25bar；所述第一次热交换后的固体介质的温度为390℃-590℃。
在本方案中，外部驱动装置转动连接高温压缩装置对气体介质压缩做功，产生的热能量通过气体介质传输至固体介质进行储存。
优选地，所述储能与发电系统的运行方法还包括，
第一次热交换后的气体介质被输送至所述低温透平内释压降温，将释压降温后的气体介质与所述高温储冷装置内固体介质导入所述第二换热装置内进行第二次热交换，第二次热交换后的气体介质被输送至所述高温压缩装置内以使气体介质在所述第一气路回路内完成循环，第二次热交换后的固体介质被输送至所述低温储冷装置内进行储冷；其中，所述高温压缩装置的膨胀比为2-5，所述释压降温后的气体介质的温度达到-50℃～-10℃；所述第二次热交换后的固体介质的温度为-40℃～0℃。
在本方案中，经过低温透平的气体介质的温度降低，其携带的冷能量传输至固体介质进行储存。
优选地，所述储能与发电系统的运行方法还包括，
发电时，将气体介质导入所述低温压缩装置内加压升温，启动所述第一换热装置，将加压升温后的气体介质与所述高温储热装置内固体介质导入所述第一换热装置进行第三次热交换，第三次热交换后的固体介质被输送至所述低温储热装置内储存，第三次热交换后的气体介质被输送至所述高温透平内释压降温，所述低温压缩装置带动所述发电装置做功以实现发电；其中，所述第三次热交换后的气体介质的温度达到380℃-580℃、压力达到2bar-27bar；所述低温压缩装置的膨胀比为2-6，释压降温后的气体介质的温度达到210℃-390℃。
优选地，所述储能与发电系统的运行方法还包括，
启动所述第二换热装置，将释压降温后的气体介质与所述低温储冷装置内固体介质一起导入所述第二换热装置内进行第四次热交换，第四次热交换后的固体介质被输送至所述高温储冷装置内储存，将第四次热交换后气体介质导入所述低温压缩装置内加压升温以使气体介质所述第二气路回路内完成循环；其中，所述第四次热交换后的气体介质的温度达到-30℃～10℃；所述低温压缩装置的压比为2-6，所述加压升温后的气体介质的温度达到70℃-150℃、压力达到2bar-27bar。
在本方案中，通过对经过高温透平的气体介质再次降温，以平衡整个储能与发电系统的运行温度，避免温度持续升高超过系统运行温度而降低系统工作的稳定性。
优选地，所述储能与发电系统的运行方法还包括，
通过预加压装置对气体介质进行预加压，再将预加压后的气体介质通入所述高温压缩装置内，使所述储能与发电系统在储能时的最低压力保持在1-5bar；
和/或，通过预加压装置对气体介质进行预加压，再将预加压后的气体介质通入所述低温压缩装置内，使所述储能与发电系统在发电时的最低压力保持在1-5bar。
本发明的积极进步效果在于：气体介质和固体介质分别在气体输送通道和固体输送通道里运行，能够使得系统换热流畅，降低整个系统的热平衡损失，不会使系统内的工况产生较大波动，导致系统运行不稳定。同时高温储热装置和低温储热装置、高温储冷装置和低温储冷装置内均不会出现斜温层，能够保证气体介质与固体介质能够充分换热，储罐内的能量能够被充分利用。
附图说明
图1为本发明的储能与发电系统的结构示意图。
图2为本发明的储能过程的系统的结构示意图。
图3为本发明的发电过程的系统的结构示意图。
附图标记说明：
高温压缩装置101
低温压缩装置102
第一换热装置200
低温透平301
高温透平302
第二换热装置400
驱动装置500
发电装置600
高温储热装置701
低温储热装置702
低温储冷装置801
高温储冷装置802
冷却装置900
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
本实施例提供一种储能与发电系统，如图1-3所示，该储能与发电系统包括通过气体输送管道依次连接的高温压缩装置101、第一换热装置200、低温透平301、第二换热装置400，第二换热装置400也与高温压缩装置101通过气体输送管道连接以形成第一气路回路。高温压缩装置101用于储能，还与外部驱动装置500连接。
储能与发电系统还包括低温压缩装置102和高温透平302，低温压缩装置102和高温透平302分别通过气体输送管道连接在第一换热装置200和第二换热装置400上以形成第二气路回路。高温透平302用于发电，还与外部发电装置600连接。
第一换热装置200与第二换热装置400内均设有固体输送通道，第一换热装置200内的固体输送通道的两端分别连接有用于储热的高温储热装置701和低温储热装置702，第二换热装置400内的固体输送通道的两端分别连接有用于储冷的高温储冷装置802和低温储冷装置801。
本实施例可以采用空气、氮气、氩气等气体作为气体介质，矿石、沙石、混凝土、废弃陶瓷等小颗粒固体作为固体介质用来储热或储冷，能够实现整个系统的廉价存储。
气体介质与固体介质分别在气体输送通道和固体输送通道内运行，能够使得系统换热流畅，能够降低整个系统的热平衡损失，不会使系统内固体介质和气体介质的工况产生较大波动，导致系统运行不稳定。同时高温储热装置701和低温储热装置702、高温储冷装置802和低温储冷装置801内均不会出现斜温层，也能够保证气体介质与固体介质能够充分换热，储罐内的能量能够被充分利用。
储能时，如图2所示，启动外部驱动装置500带动高温压缩装置101工作，气体介质通过高温压缩装置101后温度升高，第一换热装置200与高温储热罐和低温储热罐连通，将升温后的气体介质与低温储热罐内的固体介质导入第一换热装置200进行热量交换，能够将气体介质上携带的热量储存在高温储热罐内。换热后的气体介质经过第一换热装置200换热后进入低温透平301的温度降低，降温后的气体介质与高温储冷装置802内的固体介质导入第二换热装置400与气体介质进行热量交换，能够将气体介质上携带的热量储存在低温储冷装置801内，进而完成整个储能过程。
第一气路回路上，第一换热装置200与低温透平301之间设有用于对气体介质降温的冷却装置900。冷却装置900对经过第一换热装置200换热后的气体介质冷却，能够平衡低温透平301和高温压缩装置101在工作时产生的热量，有利于整个系统的热量平衡，提升系统工作的稳定性。
储能时，设置预加压装置用于对气体介质预先加压，使系统内最低压力保持在常压以上。预加压装置连接高温压缩装置101以用于使加压后的气体介质导入高温压缩装置101内。通过设置预加压装置能够降低循环气体介质的流量，减少系统高温压缩装置101、低温透平301、第一换热装置200和第二换热装置400等主要设备的尺寸，进一步降低储能成本，同时提高系统的稳定性，实现电力的低成本稳定储存。
高温压缩装置101与低温透平301之间传动连接，低温透平301做功能够部分替代高温压缩装置101的压缩耗工，进而降低整个系统的耗能。
发电时，如图3所示，将气体介质与低温储冷装置801内固体介质一起导入第二换热装置400内进行热交换，热交换后的固体介质被输送至高温储冷装置802内进行储存，将热交换后气体介质导入低温压缩装置102内加压升温。气体介质通过低温压缩装置102后温度升高，第一换热装置200与高温储热罐和低温储热罐连通，将升温后的气体介质与高温储热罐内的固体介质导入第一换热装置200进行热量交换，能够将高温储热罐内固体介质携带的热量传输至气体介质上。换热后的气体介质经过第一换热装置200换热后进入高温透平302的温度降低，降温后的气体介质与低温储冷装置801内的固体介质导入第二换热装置400与气体介质进行热量交换，能够将低温储冷装置801内固体介质携带的热量传输至气体介质上，进而完成整个发电过程。
第二气路回路上，第一换热装置200与低温压缩装置102之间设有用于对气体介质降温的冷却装置900。冷却装置900对经过低温压缩装置102的气体介质冷却，能够平衡低温压缩装置102和高温透平302在工作时产生的热量，有利于整个系统的热量平衡，提升系统工作的稳定性。
发电时预加压装置连接低温压缩装置102以用于使加压后的气体介质导入低温压缩装置102内。通过设置预加压装置能够降低循环气体介质的流量，还能够减少低温压缩装置102、高温透平302的尺寸，进一步降低储能成本，同时提高系统的稳定性，实现电力的低成本稳定储存。
低温压缩装置102与高温透平302之间传动连接，高温透平302做功能够部分替代低温压缩装置102的压缩耗工，进而降低整个系统的耗能。
在本实施例中，固体输送通道为第一换热装置或第二换热装置的壳程通道。固体输送通道内还套设有中空转轴，中空转轴的内腔为第一换热装置或第二换热装置用于气体介质输送的管程通道。沿中空转轴的轴向，中空转轴的外壁上设有多个螺旋叶片。螺旋叶片为中空结构，螺旋叶片的内腔与中空转轴的内腔相连通。
在其他实施例中，中空转轴可以直接安装在第一换热装置200或第二换热装置400的管程通道的内腔。在其他实施例中，中空转轴可以安装在第一换热装置200或第二换热装置400的固体输送通道内的任意可以带动螺旋叶片转动的位置。
中空转轴转动时，螺旋叶片能够将固体介质从固体输送通道的一端输送至固体输送通道的另一端，实现固体介质的输送。通过改变中空转轴的转动方向，能够改变固体介质的输送方向。
中空转轴与螺旋叶片均为中空结构，螺旋叶片的内腔与第一换热装置200或第二换热装置400的管程通道的内腔相连通，气体介质通入中空转轴的内腔后，气体介质能够通过中空转轴与螺旋叶片再通入第一换热装置200或第二换热装置400的管程通道内，再与壳程通道内的固体介质进行间接换热。该间接换热的方式能够使得系统换热流畅，能够降低整个系统的热平衡损失，不会使系统内固体介质和气体介质的工况产生较大波动，导致系统运行不稳定。
本发明还提供一种储能与发电系统的运行方法，采用如上的储能与发电系统。储能与发电系统的运行方法包括，储能时，开启外部驱动装置500以带动高温压缩装置101，并启动第一换热装置200，将加压升温后的气体介质与低温储热装置702内的固体介质在第一换热装置200内进行第一次热交换，第一次热交换后的固体介质被输送至高温储热装置701内实现储热。其中，高温压缩装置101的压比为2-5，加压升温后的气体介质的温度达到400℃-600℃、压力达到2bar-25bar。第一次热交换后的固体介质的温度为390℃-590℃。外部驱动装置500转动连接高温压缩装置101对气体介质压缩做功，产生的热能量通过气体介质传输至固体介质进行储存。
第一次热交换后的气体介质被输送至低温透平301内释压降温，将释压降温后的气体介质与高温储冷装置802内固体介质导入第二换热装置400内进行第二次热交换。第二次热交换后的气体介质被输送至高温压缩装置101内以使气体介质在第一气路回路内完成循环，第二次热交换后的固体介质被输送至低温储冷装置801内进行储冷。其中，高温压缩装置101的膨胀比为2-5，释压降温后的气体介质的温度达到-50℃～-10℃。第二次热交换后的固体介质的温度为-40℃～0℃。经过低温透平301的气体介质的温度降低，其携带的冷能量传输至固体介质进行储存。
通过预加压装置对气体介质进行预加压，再将预加压后的气体介质通入高温压缩装置101内，使储能与发电系统在储能时的最低压力保持在1-5bar。
发电时，将气体介质导入低温压缩装置102内加压升温，启动第一换热装置200，将加压升温后的气体介质与高温储热装置701内固体介质导入第一换热装置200进行第三次热交换，第三次热交换后的固体介质被输送至低温储热装置702内储存，第三次热交换后的气体介质被输送至高温透平302内，低温压缩装置102带动发电装置600做功以实现发电；其中，第三次热交换后的气体介质的温度达到380℃-580℃、压力达到2bar-27bar；低温压缩装置102的膨胀比为2-6，释压降温后的气体介质的温度达到210℃-390℃。
启动第二换热装置400，将释压降温后的气体介质与低温储冷装置801内固体介质一起导入第二换热装置400内进行第四次热交换，第四次热交换后的固体介质被输送至高温储冷装置802内储存，将第四次热交换后气体介质导入低温压缩装置102内加压升温以使气体介质第二气路回路内完成循环；其中，第四次热交换后的气体介质的温度达到-30℃～10℃；低温压缩装置102的压比为2-6，加压升温后的气体介质的温度达到70℃-150℃、压力达到2bar-27bar。通过对经过高温透平302的气体介质再次降温，以平衡整个储能与发电系统的运行温度，避免温度持续升高超过系统运行温度而降低系统工作的稳定性。
通过预加压装置对气体介质进行预加压，再将预加压后的气体介质通入低温压缩装置102内，使储能与发电系统在发电时的最低压力保持在1-5bar。
建立一个50MW/250MWh储电系统。采用空气为循环工质，石英砂为储热/储冷介质。低温储热罐温度为30℃、高温储热罐温度为565℃、低温储冷装置801温度为-35℃、高温储冷罐温度为340℃。储能过程高温压缩装置101和低温透平301的压比为2.71，发电过程低温压缩装置102和高温透平302的压比为3.3。高温压缩装置101和低温压缩装置102的绝热效率为0.85，高温透平302和低温透平301的绝热效率为0.9。对气体介质预加压使系统内最低压力为2bar，最终系统储能效率为61％。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：建立一个20MW/100MWh储电系统。采用空气为循环工质，玄武岩为储热/储冷介质。低温储热罐内温度为25℃、高温储热罐内温度为550℃、低温储冷装置801内温度为-25℃、高温储冷罐内温度为300℃。储能过程高温压缩装置101和低温透平301的压比为3，发电过程低温压缩装置102和高温透平302的压比为4。高温压缩装置101和低温压缩装置102的绝热效率为0.85，高温透平302和低温透平301的绝热效率为0.9。对气体介质进行适当加压使系统内最低压力为3bar，最终系统储能效率为57％。
实施例3
本实施例与实施例2的区别在于：建立一个20MW/100MWh储电系统。采用空气为循环工质，玄武岩为储热/储冷介质。低温储热罐温度为25℃、高温储热罐温度为550℃、低温储冷装置801温度为-25℃、高温储冷罐温度为300℃。储能过程高温压缩装置101和低温透平301的压比为3，发电过程低温压缩装置102和高温透平302的压比为4。高温压缩装置101和低温压缩装置102的绝热效率为0.85，高温透平302和低温透平301的绝热效率为0.9。气体介质不预加压使系统内最低压力为1bar。系统内高温压缩装置101和低温压缩装置102、高温透平302和低温透平301的设备进口工质的体积流量为实施例2的三倍，设备体积大、投资成本高。同时，由于系统压力损失比例较大，最终系统储能效率降低至55％。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种储能与发电系统，其特征在于：所述储能与发电系统包括通过气体输送管道依次连接的高温压缩装置、第一换热装置、低温透平、第二换热装置，所述第二换热装置也与所述高温压缩装置通过气体输送管道连接以形成第一气路回路，所述高温压缩装置用于储能，还与外部驱动装置连接；
所述储能与发电系统还包括低温压缩装置和高温透平，所述低温压缩装置和所述高温透平分别通过气体输送管道连接在所述第一换热装置和所述第二换热装置上以形成第二气路回路，所述高温透平用于发电，还与外部发电装置连接；
所述第一换热装置与所述第二换热装置内均设有固体输送通道，所述第一换热装置内的所述固体输送通道的两端分别连接有用于储热的高温储热装置和低温储热装置，所述第二换热装置内的所述固体输送通道的两端分别连接有用于储冷的高温储冷装置和低温储冷装置。
2.如权利要求1所述的储能与发电系统，其特征在于，所述第一气路回路上，所述第一换热装置与所述低温透平之间设有用于对气体介质降温的冷却装置；
和/或，所述第二气路回路上，所述第一换热装置与所述低温压缩装置之间设有用于对气体介质降温的冷却装置。
3.如权利要求1所述的储能与发电系统，其特征在于，所述高温压缩装置与所述低温透平之间传动连接；
和/或，所述低温压缩装置与所述高温透平之间传动连接。
4.如权利要求1所述的储能与发电系统，其特征在于，所述固体输送通道为所述第一换热装置或所述第二换热装置的壳程通道；所述固体输送通道内还套设有中空转轴，所述中空转轴的内腔为所述第一换热装置或所述第二换热装置用于气体介质输送的管程通道；沿所述中空转轴的轴向，所述中空转轴的外壁上设有多个螺旋叶片；所述螺旋叶片为中空结构，所述螺旋叶片的内腔与所述中空转轴的内腔相连通。
5.如权利要求1所述的储能与发电系统，其特征在于，所述储能与发电系统还包括预加压装置，所述预加压装置用于对气体介质预先加压，使系统内最低压力保持在常压以上；
所述预加压装置连接所述高温压缩装置，以用于使加压后的气体介质导入所述高温压缩装置内；和/或，所述预加压装置连接所述低温压缩装置，以用于使加压后的气体介质导入所述低温压缩装置内。
6.一种储能与发电系统的运行方法，其特征在于，采用如权利要求1-5中任一项所述的储能与发电系统，所述储能与发电系统的运行方法包括，
储能时，开启所述外部驱动装置以带动所述高温压缩装置，并启动所述第一换热装置，将加压升温后的气体介质与所述低温储热装置内的固体介质在所述第一换热装置内进行第一次热交换，第一次热交换后的固体介质被输送至所述高温储热装置内实现储热；其中，所述高温压缩装置的压比为2-5，所述加压升温后的气体介质的温度达到400℃-600℃、压力达到2bar-25bar；所述第一次热交换后的固体介质的温度为390℃-590℃。
7.根据权利要求6所述的储能与发电系统的运行方法，其特征在于，所述储能与发电系统的运行方法还包括，
第一次热交换后的气体介质被输送至所述低温透平内释压降温，将释压降温后的气体介质与所述高温储冷装置内固体介质导入所述第二换热装置内进行第二次热交换，第二次热交换后的气体介质被输送至所述高温压缩装置内以使气体介质在所述第一气路回路内完成循环，第二次热交换后的固体介质被输送至所述低温储冷装置内进行储冷；其中，所述高温压缩装置的膨胀比为2-5，所述释压降温后的气体介质的温度达到-50℃～-10℃；所述第二次热交换后的固体介质的温度为-40℃～0℃。
8.根据权利要求6所述的储能与发电系统的运行方法，其特征在于，所述储能与发电系统的运行方法还包括，
发电时，将气体介质导入所述低温压缩装置内加压升温，启动所述第一换热装置，将加压升温后的气体介质与所述高温储热装置内固体介质导入所述第一换热装置进行第三次热交换，第三次热交换后的固体介质被输送至所述低温储热装置内储存，第三次热交换后的气体介质被输送至所述高温透平内释压降温，所述低温压缩装置带动所述发电装置做功以实现发电；其中，所述第三次热交换后的气体介质的温度达到380℃-580℃、压力达到2bar-27bar；所述低温压缩装置的膨胀比为2-6，释压降温后的气体介质的温度达到210℃-390℃。
9.根据权利要求8所述的储能与发电系统的运行方法，其特征在于，所述储能与发电系统的运行方法还包括，
启动所述第二换热装置，将释压降温后的气体介质与所述低温储冷装置内固体介质一起导入所述第二换热装置内进行第四次热交换，第四次热交换后的固体介质被输送至所述高温储冷装置内储存，将第四次热交换后气体介质导入所述低温压缩装置内加压升温以使气体介质所述第二气路回路内完成循环；其中，所述第四次热交换后的气体介质的温度达到-30℃～10℃；所述低温压缩装置的压比为2-6，所述加压升温后的气体介质的温度达到70℃-150℃、压力达到2bar-27bar。
10.根据权利要求9所述的储能与发电系统的运行方法，其特征在于，所述储能与发电系统的运行方法还包括，
通过预加压装置对气体介质进行预加压，再将预加压后的气体介质通入所述高温压缩装置内，使所述储能与发电系统在储能时的最低压力保持在1-5bar；
和/或，通过预加压装置对气体介质进行预加压，再将预加压后的气体介质通入所述低温压缩装置内，使所述储能与发电系统在发电时的最低压力保持在1-5bar。
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