[发明专利]一种分布式能源系统

说明书

技术领域

本发明涉及能源技术领域，特别涉及一种分布式能源系统。

背景技术

为了提高能源的有效利用率，分布式能源系统应运而生。分布式能源系统可以为压缩空气储能系统或液气压缩储能系统。

自1949年StalLaval提出利用压缩空气储能以来，国内外学者进行了大量的研究。压缩空气储能(Compressed-Air Energy Storage，CAES)，是指在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气，将空气高压密封在报废矿井、沉降的海底储气罐、山洞、过期油气井或新建储气井中，在电网负荷高峰期释放压缩空气推动汽轮机发电的储能方式。

压缩空气储能系统一般包括空气压缩装置、储气装置以及汽轮机。在电网负荷低谷期，空气压缩装置进行压缩空气的过程中会产生大量的热量，但是在现有技术中，空气压缩装置在压缩空气过程中产生的大量热量并未被利用，而是直接散发到空气中，导致电能转换效率低、浪费能源的问题。

发明内容

本发明提供了一种分布式能源系统，该分布式能源系统能够通过增设的有机朗肯循环装置充分利用空气压缩装置在压缩空气过程中产生的热量，并驱动空气压缩装置动作，进而提高电能的转化效率且节约能源。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种分布式能源系统，包括空气压缩装置、储气装置和能量转换装置，所述能量转换装置用于将所述储气装置中储存的压缩空气转换成电能和/或机械能；

还包括安装于所述空气压缩装置的有机朗肯循环装置；

所述有机朗肯循环装置用于吸收所述空气压缩装置产生的热量，以驱动所述空气压缩装置动作。

上述分布式能源系统在电网负荷低谷期及电网负荷高峰期时工作，其具体工作原理为：

在电网处于负荷低谷期时，空气压缩装置与电网电连接，通过空气压缩装置消耗电能做功进行空气压缩，产生压力较高的压缩空气，并将压缩空气输送到储气装置中存储起来，以在电网负荷高峰期时备用；而空气压缩装置在进行空气压缩的过程中会释放很多热量，通过增设的有机朗肯循环装置吸收空气压缩装置在压缩空气过程中产生的热量，并用于驱动空气压缩装置进行动作；

当电网处于负荷高峰期时，储气装置释放压缩空气，通过压缩空气做功驱动能量转换装置进行工作，将压缩空气储存的能量转换为电能和/或机械能，将电能输送给用电设备和/或通过机械能驱动机械设备进行工作，以减少对电网中电能的依赖，以平衡电网在高峰期和低谷期的负荷，并能防止影响正常的生产生活。

从现有技术可知，有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle，简称ORC)是以低沸点有机物为工质的朗肯循环，主要由余热锅炉或换热器、透平、冷凝器和工质泵四大部件组成，其工作原理为：有机工质在换热器中从余热流中吸收热量，生成具有一定压力和温度的蒸汽，蒸汽进入透平机械膨胀做功，从而带动发电机或拖动其它动力机械，从透平排出的蒸汽在冷凝器中向冷却水放热，凝结成液态，最后借助工质泵重新回到换热器，如此不断地循环。

综上所述，上述分布式能源系统在工作过程中，能够通过增设的有机朗肯循环装置充分利用空气压缩装置在电网负荷低谷期压缩空气产生的热量，并将吸收的热量转化为用来驱动空气压缩装置动作的能量，以在消耗同样电能的情况下，能够比现有技术中产生更多的压缩空气，进而提高电能的转化效率且节约能源。

因此，该分布式能源系统能够提高电能的转化效率且节约能源。

优选地，所述有机朗肯循环装置包括依次连通设置、且形成工质循环通路的换热器、透平、冷凝器和泵，在所述工质循环通路中填充有工质，其中：

所述换热器安装于所述空气压缩装置；

所述透平用于驱动所述空气压缩装置动作。

优选地，所述透平与所述空气压缩装置传动连接。

由于透平与空气压缩装置传动连接，因此，透平直接驱动空气压缩装置工作，能够减少能源之间的转换次数，降低能源转换的效率损失，提高能源利用效率。

优选地，所述透平为膨胀机、蒸汽透平或燃气透平。

优选地，还包括发电装置；

所述透平与所述发电装置传动连接；所述发电装置与所述空气压缩装置电连接。

由于发电装置与空气压缩装置之间电连接，因此，能够简化有机朗肯循环装置与空气压缩装置之间的连接结构，进而使分布式能源系统的结构简单。

优选地，所述透平为膨胀机、蒸汽透平或燃气透平。

优选地，所述空气压缩装置为单级空气压缩机或多级空气压缩机。