[发明专利]基于液态空气储能技术的移动式海岛供电系统

说明书

本发明提供的基于液态空气储能技术的移动式海岛供电系统，包括船载充电模块、液态空气生产模块和海岛供电模块，船载充电模块设置在船体上，液态空气生产模块设置在陆地上，船载充电模块包括液态空气储罐和液态空气释能组件，两者之间通过管路相连接；本发明采用液态空气储能技术，将岸边的电力转化成低温冷能储存在液态空气中，再把液态空气运送至海岛，将液态空气中的低温冷能转化为电力，有效解决了远洋海岛电力不足的问题。

技术领域

本发明涉及海上供电技术领域，尤其涉及一种基于液态空气储能技术的移动式海岛供电系统。

背景技术

海岛供电主要有两种模式，一种是联网型，一种是离网型。对于中大型海岛群岛而言，由于对电力需求总量和可靠性均有较高的要求，因此往往通过海缆与大陆联网，例如舟山群岛地区的舟山主网通过220kV 和110kV 海缆与大陆电网相连。而对于较偏远小海岛而言，由于最大负荷有限、输送距离较远、岛屿面积狭窄，铺设海缆在技术与经济方面需要付出更大代价，较适合离网型海岛供电模式。

在离网型海岛供电模式下，充分利用当地的太阳能、风能和潮汐能等可再生能源，依托分布式发电技术是解决海岛能源供应问题的一个有效的途径。然而这些可再生能源的间歇性和不稳定性导致海岛发电输电无法持续稳定。尤其是当海岛自身发电处于低谷时段，同时用户侧用电需求严重不足时，更需要一种由岛外提供电能的手段。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明目的在于提供一种凭借液态空气储能技术的独特优势，在海岛自身电力供应不足时，利用船载充电模块运送液态空气生产模块制造的液态空气到海岛，运行液态空气释能部分，产生的电力输送至海岛供电模块，以实现海岛供电的稳定性的基于液态空气储能技术的移动式海岛供电系统。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种基于液态空气储能技术的移动式海岛供电系统，包括船载充电模块、液态空气生产模块和海岛供电模块，所述的船载充电模块设置在船体上，液态空气生产模块设置在陆地上，所述的船载充电模块包括液态空气储罐和液态空气释能组件，两者之间通过管路相连接。

本发明的液态空气释能组件设置在船体的头部，所述的液态空气储罐设置在船体中部，所述的船体上还设有：船体头部下方的艏部区、船体尾部下方的机舱区、船体尾部的操舵室区和船体尾部上方的上建区等必要部分。

本发明的液态空气释能组件包括电能转换装置、第一换热器和蓄冷单元装置；所述的电能转换装置由低温泵，多根释能换热管和多级不同压力的透平串联而成，每一级透平的输入端设有一根释能换热管，最后一级透平的输出端连接在发电输电装置上；所述的蓄冷单元装置由收能换热管、控制阀、循环泵和蓄冷单元组合而成，所述的蓄冷单元通过两个控制阀并联在收能换热管的两端，蓄冷单元的一端通过循环泵连接用冷外端，蓄冷单元的另一端通过循环泵连接收能换热管；所述的第一换热器为封闭的壳体，收能换热管和多根释能换热管均安装在第一换热器上；该模块在液态空气生产模块中装配上液态空气储罐，当海岛电力供应不足时，充电船运送液态空气储罐至海岛，消耗液态空气，运行液态空气释能部分，产生的电力通过输电接口输送到海岛供电模块。

本发明的第一换热器的两端分别设有空气入口阀门和空气出口阀门；本发明的第一换热器在工作过程中，优先将液态空气气化时释放的冷能储存在蓄冷单元中，当蓄冷单元储冷能饱和或液态空气瞬时释放的冷能过多而不足以完全被蓄冷单元储存时，可打开空气入口阀门和空气出口阀门，利用外界空气流动将第一换热器中多余冷能带走。

本发明所述的液态空气释能组件中释能换热管和透平的数量不少于一个，每个透平均通过线路连接在发电输电装置上；当采用的释能换热管和透平的数量为多组时，可以充分的利用液态空气释放的能量进行发电，提高整体装置的能量利用率。