[发明专利]一种水力恒压储释能系统与智能调控方法

说明书

本发明公开了一种水力恒压储释能系统与智能调控方法，其中，一种水力恒压储释能系统，包括：恒压储存罐，位于液面下且沿竖直方向上下移动，恒压储存罐具有进出气口和进出水口，所述进出气口通过管路和三通阀连通压气机和空气透平；第一电机，所述第一电机通过第一负载缆绳与恒压储存罐的上端连接；第二电机，所述第二电机通过第二负载缆绳与恒压储存罐的下端连接。本发明的水力恒压储释能装置利用水的静压特性，可以做到变容积储气与释气，为恒压储气与恒压释气的实现提供有效的技术保障，理论上可以达到最大化利用恒压储存罐内高压气体能量，减少能量浪费，并使压气机和空气透平在设计工况附近运行，极大提高了系统运行效率。

技术领域

本发明涉及储能领域，尤其涉及一种水力恒压储释能系统与智能调控方法。

背景技术

近年来，我国可再生能源快速崛起。2015年风力发电量与太阳能发电量分别为168.06TWh、38.3TWh，二者在总发电量中占比3.67％；2018年风力发电量和太阳能发电量分别增至325.32TWh、89.45TWh，在总发电量中占比提高两个百分点。期间，风力发电量和太阳能发电量年均增长率为24.63％、32.67％，风/光总发电量年均增长率为26.20％。但由于可再生能源存在间歇性、能量密度低等问题，大规模并网会对电网稳定造成冲击，此外由于输电通道建设的滞后限制了可再生能源的消纳，为了解决该问题，国家明确提出推动储能系统与可再生能源协调运行。

相较于传统的抽水储能，压缩空气储能是利用富余电力带动压气机压缩空气，将高压气体存储于储气室，并在用电高峰期将其释出推动空气透平膨胀作功，输出电能。压缩空气储能具有高密度、高效率、布置灵活等优势，是目前储能领域的研究热点之一。大规模压缩空气储能常选用废弃矿洞、岩洞等储存高压气体，在储释气过程中储气室压力不断变化，导致压气机和透平的工作点偏离设计工况，降低了系统效率；此外在释气的过程中随着储气室与环境压差的减小，最终储气室内会残留部分气体，造成能量浪费并减小了透平出力。水下压缩空气储能可以利用水的静压特性实现恒压储气与恒压释气，弥补传统定容变压储气系统的缺陷，提高系统运行效率，所以很有必要提出一种水力恒压储释能系统与智能调控方法。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种水力恒压储释能系统与智能调控方法，维持储气与释气过程中恒压储存罐内气体压力恒定，为促进新能源灵活高效消纳提供有效技术手段。

根据本发明的第一方面实施例，提供一种水力恒压储释能系统，包括：

恒压储存罐，位于液面下且沿竖直方向上下移动，恒压储存罐具有进出气口和进出水口，所述进出气口通过管路和三通阀连通压气机和空气透平；

第一电机，所述第一电机通过第一负载缆绳与恒压储存罐的上端连接；

第二电机，所述第二电机通过第二负载缆绳与恒压储存罐的下端连接。

根据本发明第一方面实施例所述的水力恒压储释能系统，还包括设置在恒压储存罐上方的混凝土浮动基础平台，所述混凝土浮动基础平台的下端面安装有至少两根垂直导轨，所述恒压储存罐通过滑轮沿着垂直导轨在竖直方向移动。

根据本发明第一方面实施例所述的水力恒压储释能系统，所述第一电机和第二电机固定在混凝土浮动基础平台的上端面，所述第二负载缆绳通过敷设于水底的静滑轮与恒压储存罐的下端连接。

根据本发明第一方面实施例所述的水力恒压储释能系统，所述第一电机安装有用于检测第一负载缆绳角度的第一角度传感器，所述静滑轮安装有用于检测第二负载缆绳角度的第二角度传感器。

根据本发明第一方面实施例所述的水力恒压储释能系统，所述恒压储存罐的上端面设有用于监测恒压储存罐内液面到水平面距离的雷达液位计。