[发明专利]一种压缩空气储能调峰发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种储能发电装置,尤其是涉及用于满足峰值负载调节的燃气轮机储能发电系统。

背景技术

电力行业作为社会基础产业，是国家发展的命脉产业之一。随着中国经济社会高速发展，电力需求日益增长，中国电力工业建设进入快速发展时期。随着科技进步和社会需求的推动,电网正从传统的输、变、配电加速向以满足社会资源优化配置为主要功能的能量承载、能源博弈的平台演化。能源结构调整的大背景下，随着电力系统对安全、高效、稳定运行等条件的要求愈来愈高，我国电网的发展逐渐步入一个全新的阶段——智能电网。因此，建设一个效能高、投资低、安全可靠、灵活应变的智能电网已成为我国电网的发展方向。

智能电网是一个集合了多种当代先进技术的复合系统，这些技术包括电力电子技术、信息技术、储能技术、传感测量技术等，而储能技术是其中至关重要的一环，它在智能电网中具有重要意义：1) 可以有效地平滑负荷曲线和昼夜峰谷差，实现需求侧管理；2) 调节电网频率，平抑负荷的波动，保障系统稳定运行；3)用户侧辅助电源，提高电能质量和供电可靠性；4)优化可再生能源的配置利用，促进可再生能源开发。

压缩空气储能技术是目前较为广泛应用的一种储能技术，其主要原理利用电力系统负荷低谷时段的剩余电力进行压缩空气作业，并将其储存于高压密封设施内，在负荷高峰时段释放出来用以驱动燃气轮机发电。压缩空气储能技术具有成本低，安全性比较高，运行可靠，寿命长等优点。

现有技术中典型的压缩空气储能系统，如200710098467.4的发明专利，包括压缩机、储气库、燃烧室、燃气轮机以及发电机；在电力负荷低谷时，利用电网电能驱动电动机，电动机驱动压缩机压缩空气送入储气库；在电力负荷高峰时，由储气库释放的压缩空气在燃烧室燃烧后的燃气进入燃气轮机驱动发电机发电，并将电能送入电网。但是，这种类型的压缩空气储能系统，随着储气库内压缩空气的排出，其气压逐渐降低，从而导致燃气轮机的效率下降。作为现有技术的改进，200780031109.X提出了一种恒压的压缩空气储能发电系统，其储气罐包括通过液压泵/发动机单元连接的两个储气罐，两个储气罐之间设置存储水，通过液压泵控制存储水在两个储气罐之间流动，从而改变排气储气罐的体积以保证压强稳定，从而保证了燃气轮机的效率稳定。但是，该改进的技术方案中，由于在储气罐中引入了存储水，其在排气过程中可能挥发，从而增加压缩空气的水分，导致下游燃气轮机、换热器、管道系统或者仪器由于水分导致的腐蚀或者退化。

为了解决上述技术问题，在先申请提出了一种改进的压缩空气储能系统，在恒压储气罐的压缩空气和储存水界面之间设置能够自由移动的密封隔绝元件，从而减小储存水挥发进入压缩空气导致的损害。但是，为了更好的隔绝水分，密封隔绝元件需要与恒压储气罐充分接触，从而导致密封隔绝元件需要与恒压储气罐之间存在摩擦，影响压缩空气的压缩效果；而如果减小密封隔绝元件的密封面积，则可能影响对于水分的密封。因此，作为进一步的改进，本发明提出了一种压缩空气能量储存发电系统，能够解决现有技术的上述问题。

发明内容

作为本发明的一个方面，提供压缩空气能量储存发电系统，包括：压缩机，其在储能时通过电动机驱动并将常压空气进行压缩；第一储存罐，其为恒压储气装置，设置由空气入口以及空气出口，通过空气入口能够接受压缩机的压缩空气，通过空气出口能够将压缩空气排出；第二储存罐，其为变压储气装置，通过连通管路与所述第一储存罐相连通；在所述第一储存罐和第二储存罐中容纳有储存水，从而使得所述第二储存罐是气密性密封的；液压泵/发动机单元，其设置于所述连通管路，根据所述第一储存罐的压力操作所述液压泵/发动机单元，从而使所述第一储存罐保持恒压；发电机，其利用第一储存罐排出的压缩空气和燃料燃烧后的燃烧气体来驱动涡轮机，并通过该涡轮机的驱动而发电；在所述第一储存罐内压缩空气界面和储存水界面之间设置液体密封层，从而避免所述储存水挥发进入压缩空气。

优选的，使用硅油作为液体密封层。

优选的，所述第一储存罐的空气出口与所述涡轮机之间设置除湿装置，所述除湿装置能够将从第一储存罐中排出的压缩空气中的水分进行排除。

优选的，所述除湿装置包括干燥剂或者乙二醇中的至少一种。

优选的，所述除湿装置包括冷凝器，通过冷凝的方式去除压缩空气中的水分。