[实用新型]一种组合式压缩空气储能系统

说明书

本实用新型涉及一种组合式压缩空气储能系统，在高、低压压缩机组间和高、低压膨胀机组间分别装有离合器，并相应地设置了高、低压储气室，使得该系统具有多种灵活的运行模式，在不同工况条件下可以实现压缩机组和膨胀机组的低压机组单独运行、高压机组单独运行或者联合运行，显著地拓宽了系统的变工况范围，使得系统在偏离设计点较远的运行工况下仍然可以安全运行，同时保证了相对较高的运行效率。

技术领域

本实用新型属于压缩空气储能技术领域，涉及一种应用于电力储能的系统，尤其涉及一种组合式压缩空气储能系统，通过压缩机组和膨胀机组在不同工况条件下的低压机组单独运行、高压机组单独运行或者联合运行，显著地拓宽了压缩空气储能系统的变工况范围，保证了储能效率，可应用于多种类型电源，尤其是导致系统运行工况大范围变化的风力发电和太阳能发电等可再生能源。

背景技术

电力储能系统在削峰填谷、电网调频、改善电能质量和电网稳定性、提高电网对可再生能源的接纳能力等方面具有重要作用。同时，电力储能系统还是智能电网的重要组成部分。大力发展电力储能系统，扩大其在电力系统中的应用必将成为未来电网发展的趋势。

压缩空气储能系统具有技术成熟、储能容量大、储能周期长等优点，被认为是极具发展前景的大规模电力储能系统。传统压缩空气储能系统是基于燃气轮机技术开发的一种储能系统，在用电低谷期，利用电能将空气压缩并存于储气室，在用电高峰期，将高压空气从储气室释放，进入燃气轮机燃烧室燃烧，然后驱动透平发电。

压缩机和膨胀机是压缩空气储能系统的核心部件。在将压缩空气储能系统应用于风力发电和太阳能发电等可再生能源领域时，由于可再生能源的间歇性和不稳定性，常常导致压缩空气储能系统的输入功率和输出功率波动较大，进而需要压缩机和膨胀机大范围地变工况运行。而压缩机和膨胀机的变工况范围有限，大范围的偏离额定工况运行会大幅降低其运行效率和使用寿命，影响压缩空气储能系统的储能效率，造成能源浪费。

实用新型内容

为克服现有技术的缺点及不足，本实用新型旨在提供一种组合式压缩空气储能系统，利用压缩空气储能系统一般为多级压缩和多级膨胀的特点，使压缩过程和膨胀过程可实现针对不同工况条件分段进行，明显拓宽了压缩机组和膨胀机组的变工况范围，同时保持了相对较高的运行效率，进而提高了压缩空气储能系统的整体储能效率。与传统压缩空气储能系统相比，组合式压缩空气储能系统具有多种灵活的运行模式，在不同工况条件下可以实现压缩机组和膨胀机组的低压机组单独运行、高压机组单独运行或者全部运行，明显地拓宽了系统的运行边界，使得系统在严重偏离设计点的运行条件下仍然可以安全运行。

为了达到上述目的，本实用新型的技术解决方案是：

一种组合式压缩空气储能系统，包括压缩机组、低压储气室、高压储气室、膨胀机组，其特征在于：

--所述压缩机组包括低压压缩机组和高压压缩机组，所述低压压缩机组和高压压缩机组各至少包括一台压缩机，

其中，

所述低压压缩机组分布在一根传动轴上，所述高压压缩机组分布在另一根传动轴上，两根传动轴之间通过第一离合器连接；

所述低压压缩机组的进气口与大气连通，排气口经管线分别与高压压缩机组进气口和低压储气室连通，且排气口与高压压缩机组进气口和低压储气室之间的管线上均设置有阀门；

所述高压压缩机组的进气口还通过管线与低压储气室连通，且进气口与低压储气室之间的管线上均设置有阀门，排气口经管线与高压储气室连通，且排气口与高压储气室之间的管线上设置有阀门；

--所述膨胀机组包括高压膨胀机组和低压膨胀机组，所述高压膨胀机组和低压膨胀机组各至少包括一台膨胀机，

其中，

所述高压膨胀机组分布在一根传动轴上，所述低压膨胀机组分布在另一根传动轴上，两根传动轴之间通过第二离合器连接；