[发明专利]应用于压缩空气储能系统的释能子系统和释能方法

说明书

本申请涉及应用于压缩空气储能系统的释能子系统和释能方法。该应用于压缩空气储能系统的释能子系统包括：储气室；控制阀，连接于所述储气室；燃气透平，通过所述控制阀连接于所述储气室；空气透平，通过所述控制阀连接于所述储气室。上述的应用于压缩空气储能系统的释能子系统和释能方法在储气室内的气压高于预设值的初始阶段采用燃气透平做功发电，由于初始阶段的压缩空气气压较高，并且在燃烧室作用下使压缩空气处于较高的压力下推动燃气透平做功发电，这样燃气透平可以工作于设计工况附近，能够在较低能耗的条件下维持较高的运行效率。

技术领域

本公开涉及压缩空气储能设备领域，尤其是一种应用于压缩空气储能系统的释能子系统和释能方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

压缩空气储能技术是机械储能技术的一种，由燃气轮机发电技术演变而来，最早是在1949年由德国人Sral Laval所提出，利用地下洞穴存储高压空气。起初压缩空气储能系统的开发是用于存储用电低谷时电网的过剩电量，并将其用之于每天的用电高峰时刻。随着世界可再生能源的高速发展，目前，调节以风电、光电为主的不稳定电源发电量对电网的冲击，提高其并网率，成为了当今压缩空气储能系统一个更为重要的目标与应用场景。

现有的压缩空气储能系统的释能子系统大多为补燃式的，即投入燃料燃烧加热空气后再进入透平做功发电。这种释能系统的优点在于当系统处于设计工况左右时，系统的效率非常高，发电收益可观。但是，在压缩空气储能的释能系统中，储气室的空气量是不断减少的，除去释能过程的起始时刻，系统始终处于变工况状态，且偏离设计工况点越来越远，系统效率会不断降低、收益会不断减少。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种应用于压缩空气储能系统的释能子系统和释能方法，以提高释能子系统的发电效率。

一种应用于压缩空气储能系统的释能子系统，包括：

储气室，用于存储压缩空气；

控制阀，连接于所述储气室；

燃气透平，通过所述控制阀连接于所述储气室，用于在所述储气室的气压大于预设值时，通过所述控制阀接收压缩空气以使用燃料做功发电；

空气透平，通过所述控制阀连接于所述储气室，用于在所述储气室的气压小于预设值时，通过所述控制阀接收所述储气室的压缩空气以做功发电。

优选地，所述控制阀包括换向阀，所述换向阀的输入端连接所述储气室，第一输出端连接于所述燃气透平，第二输出端连接于所述空气透平。

优选地，所述控制阀包括第一开关阀和第二开关阀，所述燃气透平经所述第一开关阀连接于所述储气室，所述空气透平经所述第二开关阀连接于所述储气室。

优选地，还包括第一换热器，所述第一换热器设于所述燃气透平与所述控制阀之间，所述储气室内的压缩空气经所述第一换热器进入所述燃气透平内，所述燃气透平排除的气体经所述第一换热器吸热后排出。

优选地，还包括第二换热器，所述第二换热器设于所述空气透平和所述控制阀之间，所述储气室输出的压缩空气经所述第二换热器进入所述空气透平。

优选地，还包括储热机构，所述储热机构连接于所述第二换热器，用于经所述第二换热器对输入的压缩空气进行加热。

优选地，所述储热机构包括热罐和冷罐，所述热罐和冷罐分别连接于所述第二换热器，所述热罐存储的空气进入所述第二换热器内对压缩空气进行加热后，经所述第二换热器排出至所述冷罐。

优选地，所述燃气透平包括燃烧室、第一膨胀机和第一发电机，所述燃烧室的输入端连接于所述第一换热器，输出端连接于所述第一膨胀机，用于对输入的压缩空气进行加热；所述第一膨胀机连接于所述第一发电机，用于在所述压缩空气的推动下驱动所述第一发电机做功发电；