[发明专利]一种太阳能热电站与压缩空气储能单元联合运行装置及其控制方法

权利要求书

1.一种太阳能热电站与压缩空气储能单元联合运行装置的控制方法，其特征在于，所述装置包括：太阳能热电站、压缩空气储能单元和换热装置；所述太阳能热电站包括太阳能聚焦装置、吸热器、储热系统、蒸汽发生器、汽轮机、发电机、电网和冷凝器；所述压缩空气储能单元包括高温罐、储气装置、第一活塞缸、第一液体池和第一传动设备；所述换热装置包括第一换热器和水泵；所述第一活塞缸的活塞腔通过液体管道分别与高温罐和第一液体池相连，第一活塞缸的活塞杆连接第一传动设备，所述高温罐和储气装置相连，所述电网与第一传动设备通过电线相连；所述第一换热器的液体流入端和流出端依次与第一液体池的液体流入端和流出端连接，形成封闭的循环系统；所述冷凝器出水口、水泵、第一换热器的进水口和出水口、蒸汽发生器依次连接，形成单向系统；

所述压缩空气储能单元还包括另外两台气用活塞缸，一个储气罐，一个低温罐、第二液体池和第三液体池；所述换热装置增加第二换热器；所述低温罐连接高温罐和储气罐，第三活塞缸的活塞腔通过液体管道分别与低温罐和第三液体池相连，第二换热器的液体流入端和流出端依次与第三液体池的液体流入端和流出端连接，形成封闭的循环系统；高温罐的进气口与第一气用活塞缸的出气口相连，高温罐的出气口连接第二气用活塞缸的进气口，储能时，气体在第一气用活塞缸内进行绝热压缩，温度升高，将高温气体等压迁移到高温罐中，进行等温压缩，压缩完成后，等压迁移到第二气用活塞缸内，在第二气用活塞缸内进行绝热膨胀，温度降低，将低温气体等压迁移到储气罐或者低温罐中，为等温膨胀做准备；发电时，低温气体在第二气用活塞缸内进行绝热压缩，温度升高，再等压迁移到高温罐中进行等温膨胀发电；气用活塞缸实现气体在高温和低温之间的无能耗温度转换；

所述控制方法，在太阳能充足的情况下，太阳能热电站发出一部分的电能供给电网，另一部分电能输送给第一传动设备，第一传动设备推动第一活塞缸的活塞杆运动使气体在高温罐中进行等温压缩，同时气体压缩过程中所放出的热量通过第一换热器对乏汽冷凝后的水进行加热，随后将气体从高温罐等压迁移到储气装置中；在太阳能不足的情况下，将气体从储气装置等压迁移到高温罐中，气体在高温罐中进行等温膨胀，气体做功推动第一活塞缸的活塞杆运动，传动设备发电输送到电网；

在太阳能充足的情况下，将高温罐内等温压缩产生的高压气体一部分等压迁移到储气罐中，另一部分等压迁移到低温罐中，或将储气罐中的部分高压气体等压迁移到低温罐中，气体在低温罐中进行等温膨胀，通过第二换热器吸收乏汽热量用于气体膨胀，提高太阳能热电站的乏汽冷凝速度和效率，同时气体膨胀做功发出的电能输送到电网。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述储气装置包括变压储气装置或恒压储气装置；所述变压储气装置包括储气罐；所述恒压储气装置包括水泵直接控制装置或活塞控制装置；所述水泵直接控制装置包括储气罐、水泵、第二液体池，水泵通过液体管道连接储气罐和第二液体池；所述活塞控制装置包括储气罐、第二活塞缸和第二液体池，第二活塞缸的活塞腔通过液体管道分别与储气罐和第二液体池连接，第一活塞缸的活塞杆和第二活塞缸的活塞杆同轴相连。

3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述活塞缸的活塞杆独立设置时，第一活塞缸的活塞杆连接第一传动设备；第二活塞缸的活塞杆连接第二传动设备，第三活塞缸的活塞杆连接发电设备。

4.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，储能时，第一传动设备耗能带动第一活塞缸中的活塞杆运动，等温压缩高温罐中的气体，第二传动设备耗能带动第二活塞缸中的活塞杆运动，气体从高温罐等压迁移到储气罐中，低温罐中的气体等温膨胀推动第三活塞缸中的活塞杆运动，带动发电设备发电；发电时，第二传动设备耗能带动第二活塞缸中的活塞杆运动，气体从储气罐中等压迁移到高温罐中，高压气体在高温罐中进行等温膨胀，第一活塞缸的活塞杆推动第一传动设备运动，发出电能输送到电网。