CN117308663B - 压缩空气储能系统及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压缩空气储能系统及其运行方法，系统包括：第一压缩机构；第一膨胀机构；第一填充床，包括高温气体入口、高温气体出口、低温气体入口、低温气体出口，第一填充床内填充有储/放热介质，储/放热介质用于吸收来自高温气体入口的高温气体的高温热量进行储存或与来自低温气体入口的低温气体换热释放储存的热量，高温气体入口与第一压缩机构的出口连通，高温气体出口与第一膨胀机构的入口连通；第一流体储罐；第二流体储罐；储气装置；第一换热器，第一接口与低温气体出口和低温气体入口连通，第二接口与第一流体储罐连通，第三接口与第二流体储罐连通，第四接口与储气装置连通。本发明拓宽了储能温度范围，热能密度高，热损失小。

Description

压缩空气储能系统及其运行方法

技术领域

本发明涉及压缩空气储能技术领域，具体为一种压缩空气储能系统及其运行方法。

背景技术

压缩空气储能系统是一种能够实现大容量和长时间电能存储的电力储能系统，在峰谷电能回收调节、平衡负荷、频率调制、分布式储能等方面具有很大应用潜力。常规压缩空气储能系统效率不够高，主要限制原因在于卡诺循环的热力学极限。高效的高温储热技术是解决这一问题的重要方式。

目前可供压缩空气储能选用的储热系统有常压水、导热油、熔融盐、填充床储热系统等。选用传统储热系统，储热流体的温度不能超过一定值(如导热油通常不超过400℃，否则易分解)，限制了压缩储能的密度。熔盐和填充床储热系统储能密度大，储热温度较高，但是压缩空气储能过程压缩空气的余热损失较大。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种压缩空气储能系统及其运行方法，通过将填充床储热与流体储热耦合，填充床储存压缩空气的高温热能，储热流体储存压缩空气储能系统中的低品位余热，拓宽了压缩空气储能系统的储能温度范围，具有热能密度高，热损失小，系统循环放电效率高，经济效益佳的优点。

为了解决上述问题，本发明提供一种压缩空气储能系统，包括：

第一压缩机构；

第一膨胀机构；

第一填充床，包括高温气体入口、高温气体出口、低温气体入口、低温气体出口，第一填充床内填充有储/放热介质，储/放热介质用于吸收来自高温气体入口的高温气体的高温热量进行储存或与来自低温气体入口的低温气体换热释放储存的热量，高温气体入口与第一压缩机构的出口连通，高温气体出口与第一膨胀机构的入口连通；

第一流体储罐，用于储存低温储热流体；

第二流体储罐，用于储存高温储热流体；

储气装置；

第一换热器，包括第一接口、第二接口、第三接口及第四接口，第一接口与低温气体出口和低温气体入口连通，第二接口与第一流体储罐连通，第三接口与第二流体储罐连通，第四接口与储气装置连通。

根据该技术方案，在充能过程中：常温常压空气经第一压缩机构压缩至高温高压状态、高温高压空气进入第一填充床并与第一填充床中的储/放热介质换热后，高温高压空气的热量被储/放热介质吸收并储存，换热后的高温高压空气温度降低，但仍有余热，高压低温空气与更低温度的低温储热流体进入第一换热器中换热，低温储热流体换热后温度升高为高温储热流体进入第二流体储罐中储存，换热后的高压低温空气进入储气装置中储存；在释能过程中：储气装置中的高压低温空气与第二流体储罐中的高温储热流体进入第一换热器中换热，高温储热流体换热后温度下降为低温储热流体进入第一流体储罐，高压低温空气换热后温度升高，进入第一填充床与储/放热介质换热，储/放热介质释放储存的高温热能，低温空气吸收储/放热介质放出的高温热能后温度升高进入第一膨胀机构膨胀做功(发电)，做功后的空气温度下降并排出。

本方案采用填充床储存压缩空气的高温热能，有利于提高系统整体的储能密度，热损失小；采用储热流体介质(水或者导热油)储压缩空气储能系统中空气的中低品位余热，实现了低温余热的低温储存，拓宽了压缩空气储能系统储热温度区间，扩大了原有低温余热的应用范围，具有热能密度高，热损失小，系统循环放电效率高，经济效益好的特点。

与常压水储热系统、导热油储热系统相比，本实施方式采用填充床与流体储热系统耦合的方式储热，可以大幅提高储热温度、储能密度，减少了能量损失，有效提高了压缩空气储能系统的循环放电效率。与熔盐相变储热系统相比，其运行方式简单，成本低，热效率高。因此，此系统适合大规模应用，可提高压缩空气储能的能量密度，进而提高空气储能的效率。

本发明的可选技术方案中，还包括：

包括多级第二压缩机构，初级的第二压缩机构的入口与第一填充床的出口连通；

第二填充床组，包括多级第二填充床，第二填充床与第二压缩机构的数量对应，且各级第二压缩机构的出口与第二填充床的入口连通，末级的第二填充床的出口与第一换热器的入口连通。

根据该技术方案，被压缩气体在经过一级压缩后，经过第二填充床冷却后，温度降低、密度增大，有利于进一步压缩，相比较一级压缩可以大大节省耗功量；此外，多级压缩能够降低压缩机的排气温度，避免过高的排气温度造成不利影响。

本发明的可选技术方案中，还包括：

第二膨胀机组，包括多级第二膨胀机构；

第三填充床组，包括多级第三填充床，第三填充床与第二膨胀机构的数量对应，且各级第二膨胀机的出口与第三填充床的入口连通，初级的第二膨胀机构的入口与第一填充床的出口连通。

根据该技术方案，采用多级膨胀能够减少能量损失，提高发电效率。

本发明的可选技术方案中，第一填充床内分布有热化学储热颗粒，热化学储热颗粒至少包括：

第一热化学储热颗粒，分布在第一填充床的下部，第一热化学储热颗粒的工作温度为第一温度区间，第一温度区间与第一填充床的下部进入或流出的气体的温度对应；

第二热化学储热颗粒，分布在第一填充床的上部，第二热化学储热颗粒的工作温度为第二温度区间，第二温度区间与第一填充床的上部进入或流出的气体的温度对应；其中，第一温度区间大于第二温度区间。

根据该技术方案，根据第一填充床中进入或流出的气体的温度分别对应不同工作温度的热化学储热颗粒，使得气体温度与热化学储热颗粒的工作温度在匹配情况下，实现气体与热化学储热颗粒的换热，有利于提高热化学储热颗粒的吸/放热效率。

本发明的可选技术方案中，第一流体储罐或第二流体储罐为流体储/放热介质储罐，流体储/放热介质储罐用于储存水、导热油或熔融盐。

根据该技术方案，水、导热油或熔融盐均为较为常见的流体储/放热介质，本方案适用性较强。

本发明的可选技术方案中，还包括余热利用装置，与第一膨胀机构的出口连通。

根据该技术方案，对第一膨胀机构出口的低温低压气体的热量进行再利用，提高了余热利用率，有利于节约能源。

本发明另提供一种用于上述的压缩空气储能系统的运行方法，包括以下步骤：

压缩步骤：将常温常压空气压缩为高温高压空气；

第一换热步骤：压缩步骤中的高温高压空气进入第一填充床并与第一填充床中的储/放热介质换热，储/放热介质吸收高温高压空气的热量升温将压缩空气能转化为高温热能储存，高温高压空气换热后温度下降为高压中温空气；

第二换热步骤：高压中温空气与来自第一流体储罐的低温储热流体进入第一换热器换热，换热后的低温储热流体温度升高转化为高温储热流体并进入第二流体储罐中储存，高温高压空气与低温储热流体换热后转变为高压低温空气并进入储气装置中储存。

本发明的可选技术方案中，还包括：

第三换热步骤：储气装置中的高压低温空气与第二流体储罐中的高温储热流体进入第一换热器中换热，换热后的高温储热流体温度下降为低温储热流体进入第一流体储罐中储存，换热后的高压低温空气温度升高为高压中温空气；

第四换热步骤：第三换热步骤获得的高压中温空气进入第一填充床与第一填充床的储/放热介质换热，储/放热介质将储存的热能释放，高压中温空气温度吸收储/放热介质释放的热能温度升高转变为高温高压空气；

膨胀步骤：第四换热步骤获得的高压高温空气进入第一膨胀机构膨胀做功，做功后的高压中温空气温度下降转变为低压低温空气。

本发明的可选技术方案中，填充床中的高温高压空气的温度范围是300-600℃，填充床中的高压中温空气的温度范围是200-400℃；

低温储热流体的温度为20-50℃，高温储热流体的温度为150-300℃。

根据该技术方案，压缩机空气储能系统能够储存300-600℃的高温热能，也能够储存150-300℃的低温热能，储能范围广。

本发明的可选技术方案中，还包括：

余热利用步骤：对膨胀步骤中产生的低压低温空气进行余热利用。

附图说明

图1为本发明第一实施方式中压缩空气储能系统的结构示意图。

图2为本发明第一实施方式中压缩空气储能系统充能过程的流程示意图。

图3为本发明第一实施方式中压缩空气储能系统释能过程的流程示意图。

图4为本发明第二实施方式中压缩空气储能系统充能过程的流程示意图。

图5为本发明第二实施方式中压缩空气储能系统释能过程的流程示意图。

图6为本发明第三实施方式中压缩空气储能系统充能过程的流程示意图。

图7为本发明第三实施方式中压缩空气储能系统释能过程的流程示意图。

附图标记：

第一压缩机构11；第一填充床12；第一膨胀机构13；第一流体储罐14；第二流体储罐15；储气装置16；第一换热器17；余热利用器18；第二压缩机构21；第二填充床22；第二膨胀机构23；第三压缩机31；第四压缩机32；第四填充床41；第五填充床42；第二换热器51；第三换热器52；第三膨胀机构61；第四膨胀机构62。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

如图1所示，本发明提供一种压缩空气储能系统，包括：

第一压缩机构11，用于压缩常温常压空气；

第一膨胀机构13；

第一填充床12，包括高温气体入口、低温气体入口、低温气体出口，第一填充床12内填充有储/放热介质，储/放热介质用于吸收来自高温气体入口的高温气体的高温热量进行储存或与来自低温气体入口的低温气体换热释放储存的热量，高温气体入口与第一压缩机构11的出口连通，高温气体出口与第一膨胀机构13的入口连通；

第一流体储罐14，用于储存低温储热流体；

第二流体储罐15，用于储存高温储热流体；

储气装置16；

第一换热器17，包括第一接口、第二接口、第三接口及第四接口，第一接口与低温气体出口和低温气体入口连通，第二接口与第一流体储罐14连通，第三接口与第二流体储罐15连通，第四接口与储气装置16连通。需要说明的是，本实施方式中双向箭头是指双向流动，单向箭头是指单向流动，可通过在流路上设置阀组件控制系统中气体或流体的流动方向。本实施方式中的高温气体入口、低温气体出口，低温气体入口、高温气体出口是指在充能或释能过程中，从同一部件进入和从同一部件流出的气体温度的相对高低。

本实施方式中，压缩空气储能系统可以实现充能及释能。具体来说，如图2所示，在充能过程中：常温常压空气经第一压缩机构11压缩至高温高压状态(300-600℃)、高温高压空气进入第一填充床12并与第一填充床12中的储/放热介质换热，高温高压空气携带的热量被储/放热介质吸收并储存，换热后的高温高压空气温度降低，但仍有余热(200-400℃)，高压低温空气与更低温度的低温储热流体(20-50℃)进入第一换热器17中换热，低温储热流体换热后温度升高为高温储热流体(150-300℃)进入第二流体储罐15中储存，换热后的高压低温空气(约45℃)进入储气装置16中储存。

如图3所示，在释能过程中：储气装置16中的高压低温空气与第二流体储罐15中的高温储热流体进入第一换热器17中换热，高温储热流体换热后温度下降为低温储热流体进入第一流体储罐14，高压低温空气换热后温度升高(至200-400℃)并进入第一填充床12与储/放热介质换热，储/放热介质释放储存的高温热能，高压低温空气吸收储/放热介质放出的高温热能后温度升高转变为高温高压空气，高温高压空气进入第一膨胀机构13膨胀做功(发电)转变为低压低温空气排出。

本实施方式中，第一填充床12内填充有热化学储热颗粒，利用热化学储热颗粒自身的氧化还原反应实现热量的存储与释放，储能密度大，且储能范围广，能够储存较高温度的压缩空气能。第一流体储罐14、第二流体储罐15中的储热流体为水、导热油、熔融盐等储热流体，由于储热流体自身的局限性，相比较热化学储热，储热流体储存的温度相对较低。本方案采用填充床储存压缩空气的高温热能，有利于提高系统整体的储能密度，热损失小；采用储热流体介质(水或者导热油)储压缩空气储能系统中空气的中低品位余热，实现了低温余热的低温储存，拓宽了压缩空气储能系统储热温度区间，扩大了原有低温余热的应用范围，具有热能密度高，热损失小，系统循环放电效率高，经济效益好的特点。

与常压水储热系统、导热油储热系统相比，本实施方式采用填充床与流体储热系统耦合的方式储热，可以大幅提高储热温度、储能密度，减少了能量损失，有效提高了压缩空气储能系统的循环放电效率。与熔盐相变储热系统相比，其运行方式简单，成本低，热效率高。因此，此系统适合大规模应用，可提高压缩空气储能的能量密度，进而提高空气储能的效率。

本发明的优选实施方式中，第一填充床12内分布有热化学储热颗粒，热化学储热颗粒至少包括：

第一热化学储热颗粒，分布在第一填充床12的下部，第一热化学储热颗粒的工作温度为第一温度区间，第一温度区间与第一填充床12的下部进入或流出的气体的温度对应，具体地，第一填充床12的下部进入或流出的气体为高温高压气体，即第一填充床12的下部设有高温气体入口和高温气体出口；

第二热化学储热颗粒，分布在第一填充床12的上部，第二热化学储热颗粒的工作温度为第二温度区间，第二温度区间与第一填充床12的上部进入或流出的气体的温度对应，第一填充床12的上部进入或流出的气体为低温高压气体，即第一填充床12的上部设有低温气体入口、低温气体出口；其中，第一温度区间大于第二温度区间。

通过上述方式，根据第一填充床12中进入或流出的气体的温度分别对应不同工作温度的热化学储热颗粒，使得气体温度与热化学储热颗粒的工作温度在匹配情况下，实现气体与热化学储热颗粒的换热，有利于提高热化学储热颗粒的吸/放热效率。本实施方式，对于高温气体入口、高温气体出口，低温气体入口、低温气体出口在第一填充床12的位置不做限定，不影响气体的传输以及保证气体温度与热化学储热颗粒的温度相匹配即可。

较佳地，第一填充床12内还包括过渡温区的热化学储热颗粒，过渡温区的热化学储热颗粒的工作温度范围处于第一温度区间和第二温度区间之间。技术人员可以根据实际需要选择合适工作温度的热化学储热颗粒，以提高吸/放热效率。

本发明的优选实施方式中，还包括余热利用装置，与第一膨胀机构13的出口连通。余热利用装置可以仅包括余热利用器18，在一些实施方式中，余热利用装置还可以包括第一膨胀机构13和余热利用器18，第一膨胀机构13与第一填充床12的高温气体出口连通，第一膨胀机构13的出口与余热利用器18的入口连通，通过对第一填充床12出口的高温气体的热量进行再利用，提高了余热利用率，有利于节约能源。

本发明的优选实施方式中，可通过调节热化学储热颗粒与储热流体比例寻找最佳经济工况。

本发明的优选实施方式中，流体储热介质具有导热性能好，热稳定性好，低温区不易凝固、不易分解等优点。

本发明的优选实施方式中，热化学储热颗粒为固体颗粒，具有热物理性表现好、热稳定性好、抗裂性能好等优点。

本实施方式中，高温高压的空气作为热量来源，将热量传递给低温储热介质，热量来源灵活性强。除压缩空气热外，烟气余热也可以作为热量来源，提高了废弃能源的转化率及利用率，有利于节约能源。

本发明另提供一种用于上述的压缩空气储能系统的运行方法，包括以下步骤：

压缩步骤：将常温常压空气压缩为高温高压空气；

第一换热步骤：压缩步骤中的高温高压空气进入第一填充床12并与第一填充床12中的储/放热介质换热，储/放热介质吸收高温高压空气的热量升温将压缩空气能转化为高温热能储存，高温高压空气换热后温度下降为高压中温空气；

第二换热步骤：高压中温空气与来自第一流体储罐14的低温储热流体进入第一换热器17换热，换热后的低温储热流体温度升高转化为高温储热流体并进入第二流体储罐15中储存，高压中温空气与低温储热流体换热后转变为高压低温空气进入储气装置16中储存。

本发明的优选实施方式中，还包括：

第三换热步骤：储气装置16中的高压低温空气与第二流体储罐15中的高温储热流体进入第一换热器17中换热，换热后的高温储热流体温度下降为低温储热流体进入第一流体储罐14中储存，换热后的高压低温空气温度升高为高压中温空气；

第四换热步骤：第三换热步骤获得的高压中温空气进入第一填充床12与第一填充床12的储/放热介质换热，储/放热介质将储存的热能释放，高压中温空气吸收储/放热介质释放的热能温度升高转变为高温高压空气；

膨胀步骤：第四换热步骤获得的高压高温空气进入第一膨胀机构13膨胀做功，做功后的高压高温空气温度下降转变为低压低温空气。

本发明的优选实施方式中，第一填充床12中的高温高压空气的温度范围是300-600℃，第一填充床12中的高压中温空气的温度范围是200-400℃；低温储热流体的温度为20-50℃，高温储热流体的温度为150-300℃。

本发明的优选实施方式中，还包括：余热利用步骤：对膨胀步骤中产生的低压低温空气进行余热利用。

【第二实施方式】

本发明第二实施方式提供一种压缩空气储能系统，与第一实施方式的结构基本相同，不同之处在于，如图4、图5所示，压缩空气储能系统还包括：

第二压缩机组，包括多级第二压缩机构21；

第二填充床组，包括多级第二填充床22，第二填充床22与第二压缩机构21的数量对应，且各级第二压缩机构21的出口与第二填充床22的入口连通，初级的第二压缩机构21的入口与第一填充床21的出口连通，末级的第二填充床22的出口与第一换热器17的入口连通。

第二膨胀机组，包括多级第二膨胀机构23；

第三填充床组，包括多级第三填充床，第三填充床与第二膨胀机构23的数量对应，且各级第二膨胀机构23的出口与第三填充床的入口连通，初级的第二膨胀机构23的入口与第一填充床12的出口连通。需要说明的是，第二填充床22、第三填充床为同一填充床，从而实现在同一填充床中实现能量的储存与释放。

本实施方式中，被压缩气体在经过一级压缩后，经过第二填充床22冷却后，温度降低、密度增大，有利于进一步压缩，相比较一级压缩可以大大节省耗功量；此外，多级压缩能够降低压缩机构的排气温度，避免过高的排气温度造成不利影响；进一步地，多级压缩时按照低压压缩、中压压缩、高压压缩的顺序进行。采用多级膨胀能够减少能量损失，提高发电效率。多级压缩和多级膨胀为本领域常见的应用形式，在此不再赘述。

进一步地，对应于本实施方式，压缩空气储能系统的运行方法还包括：在充能过程中，重复压缩步骤和第一换热步骤；在释能过程中重复膨胀步骤和第四换热步骤，具体地可参照第一实施方式，在此不再赘述。

【第三实施方式】

本发明第三实施方式提供一种压缩空气储能系统，除储气装置16、第一流体储罐14、第二流体储罐15外，包括第三压缩机31、第四压缩机32、第四填充床41、第五填充床42、第三膨胀机构61、第四膨胀机构62、第二换热器51、第三换热器52，其中，压缩机构与填充床、填充床与膨胀机构之间的连接与第一实施方式相同，在此不再赘述。

本实施方式与第一实施方式的区别在于：换热器、填充床、膨胀机、压缩机的数量不同，本实施方式在第一实施方式的基础上增加了一组换热器、填充床、膨胀机、压缩机，对应的换热器的连接结构存在差别，具体地，

在充能过程中，第二换热器51的四个接口分别连通第四填充床41、第二流体储罐15、第四压缩机构32、第一流体储罐14；

第三换热器52的四个接口分别连通第五填充床42、第一流体储罐14、第二流体储罐15、储气装置16。在充能过程中，第一流体储罐14中的低温储热流体分别进入第二换热器51、第三换热器52与储/放热介质换热，换热后的低温储热流体汇流后进入第二流体储罐15。

在释能过程中，第二换热器51的四个接口分别连通第四膨胀机构62、第四填充床41、第二流体储罐15、第一流体储罐14；第三换热器52的四个接口分别连通第五填充床42、第一流体储罐14、第二流体储罐15、储气装置16；第二流体储罐15中的高温储热流体分别进入第二换热器51、第三换热器52与储/放热介质换热，换热后的高温储热流体汇流后进入第一流体储罐14。

对于本实施方式中，压缩空气储能系统的整体结构示意图，与第一实施方式中图1的原理相似，都是换热器选择性连通对应的膨胀机构或填充床，本实施方式对如何选择性连通不做限定，技术人员可以根据实际情况调整。

本实施方式中，另提供一种压缩空气储能系统的运行方法，包括充能步骤和释能步骤，其中，如图6所示，在充能步骤中包括以下子步骤：

第一压缩步骤，与第一实施方式相同，在此不再赘述；

第一换热步骤，第一压缩步骤得到的高温高压空气进入第一填充床12中与储/放热介质换热，与第一实施方式相同，在此不再赘述；

第五换热步骤：第四填充床41出口的高压中温气体与第一流体储罐14中的低温储热流体进入第二换热器51换热，低温储热流体吸收高温高压空气的热能转变为高温储热流体，进入第二流体储罐15储存；高温高压空气换热后温度下降为高压低温空气；

第二压缩步骤，第五换热步骤得到的高压低温空气进入第四压缩机构32进行压缩得到高温高压空气；

第六换热步骤：同第一换热步骤；

第七换热步骤：第六压缩步骤得到的高压中温空气与第一流体储罐14中的低温储热流体进入第三换热器52换热，低温储热流体吸收高温高压空气的热能转变为高温储热流体，进入第二流体储罐15储存；高温高压空气换热后温度下降进入储气装置16中。

对应地，如图7所示，在释能过程中，包括两次膨胀、两次与填充床换热，两次与换热器换热，其原理与第一实施方式相似，在此不再赘述。

需要说明的是，本实施方式示出了包含一次换热器换热、一级压缩/一级膨胀、一次填充床换热，和两次换热器换热、两级压缩/两级膨胀、两次填充床换热的方案，技术人员可以根据需要调节换热器、压缩机、膨胀机、填充床的数量，并适应性调节管路的连接，形成两级换热器之间或换热器一侧设置填充床、膨胀机构或填充床、压缩机构，低温储热流体或高温储热流体与空气在换热器中换热，实现充能和/或释能的结构形式。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压缩空气储能系统，其特征在于，包括：

第一压缩机构；

第一膨胀机构；

第一填充床，包括高温气体入口、高温气体出口、低温气体入口、低温气体出口，所述第一填充床内填充有储/放热介质，所述储/放热介质用于吸收来自所述高温气体入口的高温气体的高温热量进行储存或与来自所述低温气体入口的低温气体换热释放储存的所述热量，所述高温气体入口与所述第一压缩机构的出口连通，所述高温气体出口与所述第一膨胀机构的入口连通；

第一流体储罐，用于储存低温储热流体；

第二流体储罐，用于储存高温储热流体；

储气装置；

第一换热器，包括第一接口、第二接口、第三接口及第四接口，所述第一接口与所述低温气体出口和所述低温气体入口连通，所述第二接口与所述第一流体储罐连通，所述第三接口与所述第二流体储罐连通，所述第四接口与所述储气装置连通。

2.根据权利要求1所述的压缩空气储能系统，其特征在于，还包括：

第二压缩机组，包括多级第二压缩机构，初级的所述第二压缩机构的入口与所述第一填充床的出口连通；

第二填充床组，包括多级第二填充床，所述第二填充床与所述第二压缩机构的数量对应，且各级所述第二压缩机构的出口与所述第二填充床的入口连通，末级的所述第二填充床的出口与所述第一换热器的入口连通。

3.根据权利要求1所述的压缩空气储能系统，其特征在于，还包括：

第二膨胀机组，包括多级第二膨胀机构；

第三填充床组，包括多级第三填充床，所述第三填充床与所述第二膨胀机构的数量对应，且各级所述第二膨胀机的出口与所述第三填充床的入口连通，初级的所述第二膨胀机构的入口与所述第一填充床的出口连通。

4.根据权利要求1所述的压缩空气储能系统，其特征在于，所述第一填充床内分布有热化学储热颗粒，所述热化学储热颗粒至少包括：

第一热化学储热颗粒，分布在所述第一填充床的下部，所述第一热化学储热颗粒的工作温度为第一温度区间，所述第一温度区间与所述第一填充床的下部进入或流出的气体的温度对应；

第二热化学储热颗粒，分布在所述第一填充床的上部，所述第二热化学储热颗粒的工作温度为第二温度区间，所述第二温度区间与第一填充床的上部进入或流出的气体的温度对应；其中，所述第一温度区间大于所述第二温度区间。

5.根据权利要求1所述的压缩空气储能系统，其特征在于，所述第一流体储罐或所述第二流体储罐为流体储/放热介质储罐，所述流体储/放热介质储罐用于储存水、导热油或熔融盐。

6.根据权利要求1所述的压缩空气储能系统，其特征在于，还包括余热利用装置，与所述第一膨胀机构的出口连通。

7.一种用于权利要求1至6中任一项所述的压缩空气储能系统的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：

压缩步骤：将常温常压空气压缩为高温高压空气；

第一换热步骤：所述压缩步骤中的高温高压空气进入所述第一填充床并与所述第一填充床中的储/放热介质换热，所述储/放热介质吸收所述高温高压空气的热量升温将压缩空气能转化为高温热能储存，所述高温高压空气换热后温度下降为高压中温空气；

第二换热步骤：所述高压中温空气与来自所述第一流体储罐的低温储热流体进入所述第一换热器换热，换热后的所述低温储热流体温度升高转化为高温储热流体并进入所述第二流体储罐中储存，所述高温高压空气与所述低温储热流体换热后转变为高压低温空气并进入所述储气装置中储存。

8.根据权利要求7所述的压缩空气储能系统的运行方法，其特征在于，还包括：

第三换热步骤：所述储气装置中的高压低温空气与所述第二流体储罐中的高温储热流体进入所述第一换热器中换热，换热后的所述高温储热流体温度下降为低温储热流体进入所述第一流体储罐中储存，换热后的所述高压低温空气温度升高为高压中温空气；

第四换热步骤：所述第三换热步骤获得的所述高压中温空气进入所述第一填充床与所述第一填充床的储/放热介质换热，所述储/放热介质将储存的热能释放，所述高压中温空气温度吸收所述储/放热介质释放的热能温度升高转变为高温高压空气；

膨胀步骤：所述第四换热步骤获得的所述高压高温空气进入所述第一膨胀机构膨胀做功，做功后的所述高压高温空气温度下降转变为低压低温空气。

9.根据权利要求8所述的压缩空气储能系统的运行方法，其特征在于，

所述填充床中的高温高压空气的温度范围是300-600℃，所述第一填充床中的高压中温空气的温度范围是200-400℃；

所述低温储热流体的温度为20-50℃，所述高温储热流体的温度为150-300℃。

10.根据权利要求8或9所述的压缩空气储能系统的运行方法，其特征在于，还包括：

余热利用步骤：对所述膨胀步骤中产生的低压低温空气进行余热利用。