CN212716978U - 一种多级发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多级发电系统，包括高压气系统、多级气液混合系统、多级液力发电系统、通道切换系统以及控制系统，多级气液混合系统包括第一级气液混合容器至第N级气液混合容器，N≥2；多级液力发电系统包括第一级液力发电系统至第N级液力发电系统；高压储气容器的出口与气阀一的进口相连；气阀i的出口连接第i级气液混合容器的进气口和气阀i+1的进口，1≤i≤N‑1，气阀N连接第N级气液混合容器的进气口；每级气液混合容器的出液口经对应的每级液力发电系统后连接与大气压相连的蓄液容器的进口，蓄液容器的出口连接各级气液混合容器的进液口。本实用新型通过多级发电装置，充分将空气能转化为电能，减少能源浪费，提高能量转换率。

Description

一种多级发电系统

技术领域

本实用新型涉及大规模新能源存储与转化技术领域，尤其涉及一种多级发电系统。

背景技术

随着大规模风能/光伏资源的开发，我国风电/光伏的开发保持着快速发展的强劲势头，但大规模具有随机性、问歇性、反调节性及出力波动大等特点的风电/光伏能源接入电网对系统的电压稳定、暂态稳定和频率稳定都有较大的影响，且风电/光伏能源并网难、并网后消纳难。水电机组具有停机迅速、调节速度快、调节范围宽广等特点，在系统内发挥着调峰调频等功能，然而，常规水电厂、抽水蓄能电厂在大规模新能源存储、能量转化方面作用有限，不能吸收丰沛的风电、太阳能等大规模可再生能源电力；因此现有技术中结合两者优点，将新能源以及富余电能转化为空气能，使其具备大规模能源存储，再将空气能通过液力发电转化为电能，也具有类似于水电机组启停机迅速、调节速度快、调节范围宽广的特点。

但该方法在将空气能转化为电能的过程中，气液混合容器中的液体到达最低液位而停止发电时，气液混合容器内的压强并不等于大气压，而一般通过排气降压为储液做准备，则未转化为电能的空气能直接排入大气，造成能源浪费，降低转换效率，影响经济性。因此，需要一种多级发电系统能将空气能充分转化为电能，提高能量转换率。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本实用新型提供一种多级发电系统，通过多级发电装置，充分利用剩余压力直至高压储气容器、各级气液混合容器均接近大气压，无法再利用，充分将空气能转化为电能，减少能源浪费，提高能量转换率。

(二)技术方案

基于上述的技术问题，本实用新型提供一种多级发电系统，包括高压气系统、多级气液混合系统、多级液力发电系统、通道切换系统以及控制系统，所述高压气系统、多级气液混合系统、多级液力发电系统通过通道切换系统连接，并由控制系统控制，改变多级发电系统的运行状态；

所述高压气系统包括至少一组高压气子系统，所述高压气子系统至少包括一个高压储气容器和一个空气压缩装置，所述高压储气容器与所述空气压缩装置对应相连；

所述多级气液混合系统包括第一级气液混合容器至第N级气液混合容器，N≥2；

所述多级液力发电系统包括第一级液力发电系统至第N级液力发电系统，各级液力发电系统至少包括一台液能转换的原动机及其发电机；

所述控制系统包括所述多级液力发电系统的控制装置和气压控制装置，所述多级液力发电系统的控制装置至少具有调节控制液力发电系统转速、功率、开度的功能，所述气压控制装置具有通过控制阀的开关实现气压调控的功能；

所述通道切换系统包括所述多级发电系统中连接各部件的阀及管道；

所述空气压缩装置的进口连接外部空气，所述高压储气容器的出口与气阀一的进口相连；气阀i的出口连接第i级气液混合容器的进气口和气阀i+1的进口，1≤i≤N-1，气阀N连接第N级气液混合容器的进气口；每级气液混合容器的出液口经对应的每级液力发电系统后连接与大气压相连的蓄液容器的进口，所述蓄液容器的出口连接各级气液混合容器的进液口，通过形成的压差回流到各级气液混合容器，对应相连的气液混合容器与液力发电系统、液力发电系统与蓄液容器之间均通过液阀连接，对应相连的蓄液容器与各级气液混合容器之间通过回流液阀连接；随级数的增大，各级液力发电系统的水头范围减小，各级气液混合容器的容积增大，压强减小；当第i级液力发电系统发电时，气阀一至气阀i均打开，第i级气液混合容器与第i级液力发电系统、第i级液力发电系统与蓄液容器之间的液阀打开，蓄液容器与第一级气液混合容器至第i级气液混合容器之间的回流液阀均关闭，所述气阀i的开度可调节，用于使第i级气液混合容器的压力保持稳定。

进一步的，所述蓄液容器的出口分别通过回流液阀连接各级气液混合容器的进液口，所述蓄液容器的底部与各级气液混合容器存在设定的高程差，从而形成所述压差回流，所述高压储气容器、各级气液混合容器位于相同的水平面。

进一步的，所述蓄液容器的出口分别通过液泵和回流液阀连接各级气液混合容器的进液口，通过液泵形成所述压差回流，所述蓄液容器、高压储气容器、各级气液混合容器位于相同的水平面。

进一步的，所述高压气系统还包括蓄热换热系统，所述蓄热换热系统包括至少一组蓄热换热子系统，所述蓄热换热子系统包括至少一个换热器、与所述换热器的进液口相连的一个低温液体蓄热容器、与所述换热器的出液口相连的一个高温液体蓄热容器；所述高压储气容器与所述空气压缩装置通过所述换热器相连，所述空气压缩装置的出口连接所述换热器的进气口，所述换热器的出气口连接所述高压储气容器的进口。

进一步的，所述原动机包括水轮机或液力透平，具有低比转速100m·kW～400m·kW和超低比转速1m·kW～100m·kW，各级的所述原动机和发电机具有不同的水头范围。

进一步的，所述气液混合容器为气体、液体按比例共存的容器，实现方式包括地下坑井、地下洞穴、废弃矿井、开发的盐井/矿井、含水层洞穴、地面储气装置或水下储气容器的方式。

进一步的，所述多级气液混合系统中气体压强不低于0.13Mpa，所述液体为包括水、盐水或高密度液体，所述高密度液体包括钻井液、泥浆、含泥沙液体或水银。

进一步的，所述多级液力发电系统的控制装置至少包括所述原动机、发电机的调速系统、励磁系统、监控系统、保护系统。

进一步的，所述多级发电系统在河流、湖泊、海洋、海岛、内陆、山地的不同地形下实现。

进一步的，所述多级发电系统的运行状态分为储能状态和发电状态，所述储能状态由所述高压气系统、多级气液混合系统以及控制系统共同实现，储能状态包含储液、储气两部分；所述发电状态由所述高压气系统、多级气液混合系统、多级液力发电系统、通道切换系统以及控制系统共同实现。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下优点：

(1)本实用新型所述多级发电系统在高压储气容器，前面各级气液混合容器的剩余压力的作用下各级液力发电系统依次发电，通过多级发电，高压储气容器、各级气液混合容器的压力均接近大气压，无法再利用时再排出空气，充分利亚高压空气，充分将储存的高压空气能转化为电能，减少高压空气能的损耗和浪费，提高能量转换率；

(2)本实用新型减少了能量损耗，提高了经济效益；

(3)本实用新型蓄液容器通过设定的高程差自流或液泵抽取，使液体回流，如此循环，节约资源；

(4)本实用新型不依赖于地势落差，该多级发电系统能在河流、湖泊、海洋、海岛、内陆、山地的不同地形下实现，且气液混合容器的实现方式包括也不限于地下坑井、地下洞穴、废弃矿井、开发的盐井/矿井、含水层洞穴、地面储气装置或水下储气容器的方式，各种液体介质均适用，该多级发电系统实用性强；

(5)在储能过程中，通过蓄热换热系统充分吸收高压空气中的热量，可以实现电热联供，也可以用来增加或稳定气液混合容器内的气压。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：

图1为本实用新型多级发电系统的实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型多级发电系统的实施例二的结构示意图；

图中：1：气阀一；2：气阀二；3：气阀三；4：水阀一；5：水阀二；6：水阀三；7：水阀四；8：水阀五；9：水阀六；10：回流阀一；11：回流阀二；12：回流阀三；13：回流阀四；14：水泵；15：B侧气水混合容器；16：第一级气水混合容器；17：第二级气水混合容器；18：第三级气水混合容器；19：水轮机一；20：水轮机二；21：水轮机三；22：高压储气罐；23：储气阀；24：空气压缩机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型公开了一种多级发电系统，包括高压气系统、多级气液混合系统、多级液力发电系统、通道切换系统以及控制系统，所述控制系统改变多级发电系统的运行状态，多级发电系统的运行状态分为储能状态和发电状态：在所述控制系统作用下，经通道切换系统使富余新能源电能转换为空气能存储于高压气系统，所述多级发电系统为储能状态；在所述控制系统作用下，经通道切换系统、多级气液混合系统、多级液力发电系统使多级发电系统储存的空气能转换为电能，所述多级发电系统为发电状态。

所述高压气系统包括至少一组并列的高压气子系统以及蓄热换热系统，每组高压气子系统至少包括对应相连的一个空气压缩装置和一个高压储气容器，所述蓄热换热系统包括至少一组蓄热换热子系统，所述蓄热换热子系统包括一个换热器、与所述换热器的进液口相连的一个低温液体蓄热容器、与所述换热器的出液口相连的一个高温液体蓄热容器；所述空气压缩装置的进口连接外部空气，出口连接所述换热器的进气口，所述换热器的出气口连接所述高压储气容器的进口，即所述空气压缩装置和高压储气容器之间通过所述蓄热换热系统连接；所述空气压缩装置充分吸收新能源电能和多余电能，转化为高压空气能，所述蓄热换热系统用来电热联供的同时，增加或稳定气液混合容器内的气压；

所述多级气液混合系统包括第一级气液混合容器至第N级气液混合容器，N≥2，各级气液混合容器为气体、液体按照一定比例共存的容器，其实现方式不限于地下坑井、地下洞穴、废弃矿井、开发的盐井/矿井、含水层洞穴、地面储气装置、水下储气容器等方式，其中的气体压强不低于0.13MPa，液体不限于水、盐水、高密度液体等工作介质，一切液体介质均适用于本多级发电系统，其中高密度液体不限于钻井液(泥浆)、含泥沙液体、水银；由于各级气液混合容器对应的各级液力发电系统的水头范围不同，各级气液混合容器的容积随级数增大越大，压强随级数增大而减小，比如高压储气容器为10MPa的100立方米的容器，第一级液力发电系统发电结束时第一级气液混合容器为3.1MPa的200立方米的容器，第二级液力发电系统发电结束时第二级气液混合容器为1.033MPa的600立方米的容器，第三级液力发电系统发电结束时第三级气液混合容器为0.344MPa的1800立方米的容器，具体压强和容积根据水头大小确定。

所述多级液力发电系统包括第一级液力发电系统至第N级液力发电系统，每级的液力发电系统至少包括一台液能转换的原动机及其发电机，各级的所述原动机用于将液体中的能量转化为机械能，再由各级发电机将机械能转化为电能；所述原动机具有低比转速100m·kW～400m·kW和超低比转速1m·kW～100m·kW，不限于水轮机、液力透平等形式；各级的所述原动机具有不同的水头范围，所述发电机根据运行水头段设置不同的机组；

所述控制系统包括所述多级液力发电系统的控制装置和气压控制装置，所述多级液力发电系统的控制装置至少包括所述原动机、发电机的调速系统、励磁系统、监控系统、保护系统等，至少具有调节控制液力发电系统转速、功率、开度的功能；所述气压控制装置具有通过控制阀门的开关实现气压调控的功能；

所述通道切换系统包括所述多级发电系统中连接各部件的阀门及管道，所述阀门不限于切除气流、水流的阀门及其控制系统；

所述空气压缩装置的进口连接外部的常压空气，所述高压储气容器的出口与气阀一1的进口相连；气阀一1的出口连接第一级气液混合容器的进气口和气阀二2的进口，即气阀i的出口连接第i级气液混合容器的进气口和气阀i+1的进口，气阀N连接第N级气液混合容器的进气口，1≤i≤N-1；每级气液混合容器的出液口与每级液力发电系统通过液阀对应相连，每级液力发电系统通过液阀连接大气压的蓄液容器的进口，蓄液容器的出口通过回流液阀与每级气液混合容器的进液口相连；当所述蓄液容器的出口仅通过回流液阀连接各级气液混合容器的进液口时，所述蓄液容器的底部与各级气液混合容器必须存在设定的高程差，从而形成所述压差回流，所述高压储气容器、各级气液混合容器位于相同的水平面；当所述蓄液容器的出口通过液泵和回流液阀连接各级气液混合容器的进液口时，通过液泵形成所述压差回流，所述蓄液容器、高压储气容器、各级气液混合容器位于相同的水平面。所述蓄液容器可以为一个与各级气液混合容器均连接的蓄液容器，也可以为多个与各级气液混合容器分别连接的蓄液容器。随级数的增大，各级液力发电系统的水头范围减小，各级气液混合容器的容积增大，压强减小；当第i级液力发电系统发电时，气阀一至气阀i均打开，第i级气液混合容器与第i级液力发电系统、第i级液力发电系统与蓄液容器之间的液阀打开，蓄液容器与第一级气液混合容器至第i级气液混合容器之间的回流液阀均关闭，所述气阀i的开度可调节，用于使第i级气液混合容器的压力保持稳定。

所述多级发电系统具有储能状态和发电状态，储能状态由所述高压气系统、多级气液混合系统以及控制系统共同实现，储能状态包含储液、储气两部分，储气为通过空气压缩装置将空气储存在高压储气容器中，储液为通过高程差自流的方式或所述液泵作用形成压差，使液体回流至各级气液混合容器，液体回流量通过回流液阀的打开时间控制；发电状态由所述高压气系统、多级气液混合系统、多级液力发电系统、通道切换系统以及控制系统共同实现，由多级液力发电系统液力发电。下面通过具体的实施例具体说明。

实施例一为该多级发电系统的一个实现方式，如图1所示，以所述液体为水，N₁＝1，N₂＝3，所述原动机为水轮机，所述蓄液容器为一个B侧气水混合容器15为例，所述空气压缩机24通过换热器、储气阀23与高压储气罐22的进口相连，所述高压储气罐22的出口与气阀一1的进口相连；气阀一1的出口连接第一级气水混合容器16的进气口和气阀二2的进口，气阀二2的出口连接第二级气水混合容器17的进气口和气阀三3的进口，气阀三3连接第三级气水混合容器18的进气口；第一级气水混合容器16的出水口依次通过水阀一4、第一级液力发电系统、水阀二5连接B侧气水混合容器15的进口，第二级气水混合容器17的出水口依次通过水阀三6、第二级液力发电系统、水阀四7连接B侧气水混合容器15的进口，第三级气水混合容器18的出水口依次通过水阀五8、第三级液力发电系统、水阀六9连接B侧气水混合容器15的进口；B侧气水混合容器15的出口分别通过回流阀一10、回流阀二11、回流阀三12连接第一级气水混合容器16、第二级气水混合容器17、第三级气水混合容器18的进水口。

初始状态下，所述高压储气罐22、各级气水混合容器内均为常压，B侧气水混合容器15内盛满液体水，且B侧气水混合容器15的底部高于各级气水混合容器，各级气水混合容器与高压储气罐22位于同一水平面上。

储能阶段：建压前将各级气水混合容器与大气压相连接，打开回流阀一10、回流阀二11、回流阀三12，依靠较小的位置落差将B侧气水混合容器15内的水流通过阀门自流流入到各级气水混合容器内，使得在常压下将各级气水混合容器充满水液，完成储液；打开储气阀23、气阀一1、气阀二2、气阀三3，关闭水阀一4、水阀二5、水阀三6、水阀四7、水阀五8、水阀六9、回流阀一10、回流阀二11、回流阀三12，利用富裕的电能驱动所述空气压缩机24，将常压空气转化为高温高压空气，经过换热器转化为常温高压空气，储存于所述高压储气罐22内，完成储气。

发电阶段：水阀一4、水阀二5打开，关闭气阀二2、回流阀一10，气阀一1根据第一级气水混合容器16内压力下降情况进行开关调节，使得第一级气水混合容器16内压力维持在第一级压力Ps1为3.1MPa；第一级气水混合容器16内高压空气膨胀，推动水轮机一19旋转，第一级液力发电系统将高压空气能转化为电能；待第一级气水混合容器16内水流下降至最低液位时，第一级发电装置完成发电，但此时高压储气罐22和第一级气水混合容器16内仍有剩余压力，为了利用该压力开始利用第二级气水混合容器17进行发电；

关闭阀门水阀一4、水阀二5、回流阀一10、回流阀二11，打开气阀一1、气阀二2、水阀三6、水阀四7，气阀二2根据第二级气水混合容器17内压力下降情况进行开关调节，使得第二级气水混合容器17内压力维持在第二级压力Ps2为1.033MPa；在高压储气罐22、第一级气水混合容器16内压力的作用下，第二级气水混合容器17内高压空气膨胀，推动水轮机二20旋转，第二级液力发电系统将高压空气能转化为电能，当第二级气水混合容器17内液位下降到最低液位时停止发电，第二级发电装置完成发电；

关闭水阀三6、水阀四7、回流阀一10、回流阀二11、回流阀三12，打开气阀一1、气阀二2、气阀三3、水阀五8、水阀六9，气阀三3根据第三级气水混合容器18内压力下降情况进行开关调节，使得第三级气水混合容器18内压力维持在第三级压力Ps3为0.344Mpa，也大于0.13MPa；在高压储气罐22、第一级气水混合容器16、第二级气水混合容器17内压力的作用下，第三级气水混合容器18内高压空气膨胀，推动水轮机三21旋转，第三级液力发电系统将高压空气能转化为电能，当第三级气水混合容器18内液位下降到最低液位时停止发电，第三级发电装置完成发电，水阀五8、水阀六9关闭；

经过计算分析，此时高压储气罐22、第一级气水混合容器16、第二级气水混合容器17、第三级气水混合容器18内的压力已经接近大气压，火用较低，无法再利用，可以排向大气。排向大气后，高压储气罐22、第一级气水混合容器16、第二级气水混合容器17、第三级气水混合容器18压力与大气压相等，可以随时进入储能阶段。

实施例二为该多级发电系统的一个实现方式，如图2所示，与实施例一连接关系不同的是，B侧气水混合容器15的出口经过回流泵四、水泵14后，分别通过回流阀一10、回流阀二11、回流阀三12连接第一级气水混合容器16、第二级气水混合容器17、第三级气水混合容器18的进水口。

储能阶段的储液：建压前将各级气水混合容器与大气压相连接，打开回流阀一10、回流阀二11、回流阀三12、回流阀四13，依靠水泵14将B侧气水混合容器15内的水抽取到各级气水混合容器内，使得各级气水混合容器充满水液，完成储液，水泵14为低扬程、大流量水泵，加速了建压前的水流补充速度，虽然降低了系统的效率，但是提高了系统循环的频次。而储能阶段的储气和发电阶段的运行方式与实施例一基本相同。

由实施例一、实施例二可知，所述多级发电系统的运行状态包括：

在储能状态的储液时：各级气液混合容器与大气压相连接，所述蓄液容器与各级气液混合容器之间的液阀均打开，通过所述蓄液容器与各级气液混合容器的高程差自流或所述液泵抽取形成的压差，使所述蓄液容器中的液体回流至各级气液混合容器内；

在储能状态的储气时：通过所述高压气系统和所述高压储气容器实现，所述空气压缩装置将常压空气转化为高温高压空气，经过蓄热换热子系统转化为常温高压空气，储存于所述高压储气容器内；

在发电状态时：自气阀一打开开始，各级液力发电系统自第一级液力发电系统依次工作，气阀一至气阀i均打开，第i级气液混合容器与第i级液力发电系统、第i级液力发电系统与蓄液容器之间的液阀打开，蓄液容器与第一级气液混合容器至第i级气液混合容器之间的回流液阀均关闭，所述气阀i的开度调节对应的第i级气液混合容器的压力保持稳定，第i级液力发电系统发电，直到第i级气液混合容器内的液位下降至最低时停止发电，在高压储气容器和第一级气液混合容器至第i级气液混合容器内的剩余压力的共同作用下，第i+1级液力发电系统发电，1≤i≤N-1，直到第N级气液混合容器内的液位下降至最低，此时，所述高压储气容器和各级气液混合容器内的压力接近大气压，排出空气。

充分利用高压空气，直到无法再利用时排出空气，即将储存的高压空气能充分转化为电能，减少高压空气能的损耗、浪费，提高能量转换率。该多级发电系统的运行方式并不仅限于实施例一、实施例二，可以在河流、湖泊、海洋、海岛、内陆、山地等不同地形下实现。

综上可知，通过上述的一种多级发电系统，具有以下优点：

(1)本实用新型所述多级发电系统在高压储气容器，前面各级气液混合容器的剩余压力的作用下各级液力发电系统依次发电，通过多级发电，高压储气容器、各级气液混合容器的压力均接近大气压，无法再利用时再排出空气，充分利亚高压空气，充分将储存的高压空气能转化为电能，减少高压空气能的损耗和浪费，提高能量转换率；

(2)本实用新型减少了能量损耗，提高了经济效益；

(3)本实用新型蓄液容器通过设定的高程差自流或液泵抽取，使液体回流，如此循环，节约资源；

(4)本实用新型不依赖于地势落差，该多级发电系统能在河流、湖泊、海洋、海岛、内陆、山地的不同地形下实现，且气液混合容器的实现方式包括也不限于地下坑井、地下洞穴、废弃矿井、开发的盐井/矿井、含水层洞穴、地面储气装置或水下储气容器的方式，各种液体介质均适用，该多级发电系统实用性强；

(5)在储能过程中，通过蓄热换热系统充分吸收高压空气中的热量，可以实现电热联供，也可以用来增加或稳定气液混合容器内的气压。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (8)

1.一种多级发电系统，其特征在于，包括高压气系统、多级气液混合系统、多级液力发电系统、通道切换系统以及控制系统，所述高压气系统、多级气液混合系统、多级液力发电系统通过通道切换系统连接，并由控制系统控制，改变多级发电系统的运行状态；

所述高压气系统包括至少一组高压气子系统，所述高压气子系统至少包括一个高压储气容器和一个空气压缩装置，所述高压储气容器与所述空气压缩装置对应相连；

所述多级气液混合系统包括第一级气液混合容器至第N级气液混合容器，N≥2；

所述多级液力发电系统包括第一级液力发电系统至第N级液力发电系统，各级液力发电系统至少包括一台液能转换的原动机及其发电机；

所述控制系统包括所述多级液力发电系统的控制装置和气压控制装置，所述多级液力发电系统的控制装置至少具有调节控制液力发电系统转速、功率、开度的功能，所述气压控制装置具有通过控制阀的开关实现气压调控的功能；

所述通道切换系统包括所述多级发电系统中连接各部件的阀及管道；

所述空气压缩装置的进口连接外部空气，所述高压储气容器的出口与气阀一的进口相连；气阀i的出口连接第i级气液混合容器的进气口和气阀i+1的进口，1≤i≤N-1，气阀N连接第N级气液混合容器的进气口；每级气液混合容器的出液口经对应的每级液力发电系统后连接与大气压相连的蓄液容器的进口，所述蓄液容器的出口连接各级气液混合容器的进液口，通过形成的压差回流到各级气液混合容器，对应相连的气液混合容器与液力发电系统、液力发电系统与蓄液容器之间均通过液阀连接，对应相连的蓄液容器与各级气液混合容器之间通过回流液阀连接。

2.根据权利要求1所述的一种多级发电系统，其特征在于，所述蓄液容器的出口分别通过回流液阀连接各级气液混合容器的进液口，所述蓄液容器的底部与各级气液混合容器存在设定的高程差，从而形成所述压差回流，所述高压储气容器、各级气液混合容器位于相同的水平面。

3.根据权利要求1所述的一种多级发电系统，其特征在于，所述蓄液容器的出口分别通过液泵和回流液阀连接各级气液混合容器的进液口，通过液泵形成所述压差回流，所述蓄液容器、高压储气容器、各级气液混合容器位于相同的水平面。

4.根据权利要求1所述的一种多级发电系统，其特征在于，所述高压气系统还包括蓄热换热系统，所述蓄热换热系统包括至少一组蓄热换热子系统，所述蓄热换热子系统至少包括一个换热器、与所述换热器的进液口相连的一个低温液体蓄热容器、与所述换热器的出液口相连的一个高温液体蓄热容器；所述高压储气容器与所述空气压缩装置通过所述换热器相连，所述空气压缩装置的出口连接所述换热器的进气口，所述换热器的出气口连接所述高压储气容器的进口。

5.根据权利要求1所述的一种多级发电系统，其特征在于，所述原动机至少包括水轮机或液力透平，具有低比转速100m·kW～400m·kW和超低比转速1m·kW～100m·kW，各级的所述原动机和发电机具有不同的水头范围。

6.根据权利要求1所述的一种多级发电系统，其特征在于，所述气液混合容器为气体、液体按比例共存的容器。

7.根据权利要求6所述的一种多级发电系统，其特征在于，所述多级气液混合系统中气体压强不低于0.13Mpa，所述液体为包括水、盐水或高密度液体，所述高密度液体包括钻井液、泥浆、含泥沙液体或水银。

8.根据权利要求6所述的一种多级发电系统，其特征在于，所述多级液力发电系统的控制装置至少包括所述原动机、发电机的调速系统、励磁系统、监控系统、保护系统。

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