[发明专利]与汽轮机组同轴布置的液态压缩空气储能调峰系统及方法

说明书

本发明公开了一种与汽轮机组同轴布置的液态压缩空气储能调峰系统及方法，通过燃煤发电机组与液态压缩空气储能系统的耦合，实现汽轮发电机组对液态压缩空气储能系统空气压缩机的驱动，从而避免了空气压缩系统的额外电动机配置，简化了系统布置，降低系统建设投资。同时，通过空气压缩机对汽轮发电机组电出力的消纳，有效降低了汽轮发电机组对外供电量，提高机组电出力调节能力，满足机组调峰需求。

【技术领域】

本发明属于热能综合利用技术领域，涉及一种与汽轮机组同轴布置的液态压缩空气储能调峰系统及方法。

【背景技术】

为应对化石燃料逐渐枯竭以及由其引发的环境问题，近年来以风能、太阳能为代表的可再生能源发电发展迅猛。具有波动性、随机性的可再生能源发电大规模并网，对电网削峰填谷、安全稳定运行水平提出了更高要求。建设大规模储能装置，提升电力系统运行灵活性及安全性，是解决新能源高比例消纳问题的有效途径。

目前，大规模储能技术主要有抽水蓄能、压缩空气储能、电化学储能。其中，抽水蓄能技术虽效率较高，但选址条件严苛、建设周期长；电化学储能存在寿命短、工业污染等问题；压缩空气储能技术具有寿命长、环境污染小、运行维护费用低等特点，具备规模化推广应用潜力。特别是液态压缩空气储能技术，通过将空气深冷液化实现压缩空气的液态存储，大幅缩小储存容积，极大地提升了系统储能密度。但常规液态压缩空气储能系统整体储能效率较低、运行成本较高。

【发明内容】

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种与汽轮机组同轴布置的液态压缩空气储能调峰系统及方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种与汽轮机组同轴布置的液态压缩空气储能调峰系统，包括：

燃煤发电机组，所述燃煤发电机组包括锅炉与汽轮机组，汽轮机组通过第一离合器-齿轮箱与第一发电机相连；

液态压缩空气储能系统，液态压缩空气储能系统包括至少一级空气压缩机，空气压缩机的转轴通过第二离合器-齿轮箱与第一发电机的转轴相连；空气压缩机的压缩空气出口与制冷膨胀机相连，制冷膨胀机的出口连接气液分离装置，气液分离装置的气体出口与空气压缩机的空气入口相连，液体出口与空气储罐相连；空气储罐的出口依次连接升压泵、空气加热器以及空气膨胀机，空气膨胀机的转轴与第二发电机相连。

上述系统进一步的改进在于：

所述汽轮机组包括高压缸、中压缸以及低压缸；锅炉的新蒸汽出口与高压缸的进汽口相连，高压缸的排汽与锅炉的进汽口相连，锅炉的排汽口与中压缸的进汽口相连，中压缸的排汽与低压缸的进汽口相连。

一种与汽轮机组同轴布置的液态压缩空气储能调峰方法，包括以下步骤：

当液态压缩空气储能系统以储能模式运行时，第一发电机通过第二离合器-齿轮箱带动空气压缩机运转，空气被加压后进入制冷膨胀机膨胀放热，在气液分离装置中完成液态空气与气态空气的分离，液态空气存储在空气储罐中，所分离气态空气返回空气压缩机入口进行重新压缩，完成液态压缩空气储能系统空气压缩液化储能过程；

当液态压缩空气储能系统以释能发电模式运行时，空气储罐出口液态空气经升压泵加压后进入空气加热器升温，之后进入空气膨胀机膨胀做功，驱动第二发电机发电，完成液态压缩空气储能系统发电释能过程。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过燃煤发电机组与液态压缩空气储能系统的耦合，实现汽轮发电机组对液态压缩空气储能系统空气压缩机的驱动，从而避免了空气压缩系统的额外电动机配置，简化了系统布置，降低系统建设投资。同时，通过空气压缩机对汽轮发电机组电出力的消纳，有效降低了汽轮发电机组对外供电量，提高机组电出力调节能力，满足机组调峰需求。

【附图说明】