[发明专利]一种基于柔性储气装置的自平衡水下压缩空气电力储能系统

权利要求书

1.一种基于柔性储气装置的自平衡水下压缩空气电力储能系统，其特征在于，包括柔性储气装置、压缩机组、膨胀发电机组、蓄热器和浮动平台；压缩机组用于将电能转化成高压压缩空气的压力能并能将高压压缩空气存储至柔性储气装置中，膨胀发电机组用于将高压压缩空气的压力能从柔性储气装置中释放并重新转化为电能，柔性储气装置能存储或释放高压压缩空气的压力能，且能控制或调节储能系统的浮力, 使得浮动平台能够在水面保持平衡; 柔性储气装置包括高压储气包和低压储气包，高压储气包用于高压压缩空气的恒压存储；低压储气包用于水下压缩空气电力储能系统整体在水中的浮力调节; 在储能状态下，压缩机组将输入的电能转化为压缩空气的内能，以高压压缩空气的形式存储在高压储气包中，同时设置换热器回收压缩热存储于蓄热器中；高压储气包处于充气状态，高压储气包的体积将随着储气量的增大而增大，此时，放气阀门使低压储气包向环境放气，从而使水下压缩空气电力储能系统整体的重力与浮力保持平衡; 在释能状态下，高压储气包中的高压压缩空气进入膨胀发电机组进行发电，同时可设置换热器利用存储于蓄热器中的压缩热对进入膨胀发电机组的高压压缩空气进行预热；高压储气包处于放气状态，高压储气包的体积将随着储气量的减小而减小，利用高压储气包释放的部分高压压缩空气对低压储气包进行充气，以同步增大低压储气包的体积，从而使水下压缩空气电力储能系统整体的重力与浮力保持平衡。

2.根据权利要求1所述的自平衡水下压缩空气电力储能系统，其特征在于：所述蓄热器用于存储压缩机组空气压缩过程产生的热能并为膨胀发电机组高压空气膨胀释能过程提供热能。

3.根据权利要求1所述的自平衡水下压缩空气电力储能系统，其特征在于：压缩机组、膨胀发电机组和蓄热器布置在浮动平台的上方；柔性储气装置固定在浮动平台的下方。

4.根据权利要求2所述的自平衡水下压缩空气电力储能系统，其特征在于：所述压缩机组通过至少一根进气管道与柔性储气装置的高压储气包相联通，膨胀发电机组通过至少一根出气管道与柔性储气装置的高压储气包相联通，进气管道通过第一阀门控制对柔性储气装置的充气或放气，出气管道均通过第二阀门控制对柔性储气装置的充气或放气，低压储气包通过低压管道与高压储气包相联通且通过第三阀门控制打开或者闭合。

5.根据权利要求2所述的自平衡水下压缩空气电力储能系统，其特征在于： 柔性储气装置中的低压储气包与浮动平台直接固定，而高压储气包位于低压储气包的正下方，高压储气包和浮动平台通过至少一根连接杆固定。

6.根据权利要求2所述的自平衡水下压缩空气电力储能系统，其特征在于：所述高压储气包和低压储气包均包括柔性气包和刚性顶盖，刚性顶盖位于柔性气包的上部。

7.根据权利要求7所述的自平衡水下压缩空气电力储能系统，其特征在于：柔性气包为多个柔性单元，每个柔性单元包括能使柔性气包在不同的储气量下都能保持一定的形状定型圈。

8.根据权利要求7所述的自平衡水下压缩空气电力储能系统，其特征在于：柔性气包的截面形状为圆形、正方形或者其他具有相互垂直对称轴的图形。

9.根据权利要求7所述的自平衡水下压缩空气电力储能系统，其特征在于：高压储气包的刚性顶盖的面积大于低压储气包的刚性顶盖的面积。

10.根据权利要求1所述的自平衡水下压缩空气电力储能系统，其特征在于：所述高压储气包和低压储气包均是密封设置。