[发明专利]温压协同控制的水上光伏耦合压缩二氧化碳储能系统和方法

权利要求书

1.一种温压协同控制的水上光伏耦合压缩二氧化碳储能方法，其特征在于，利用温压协同控制的水上光伏耦合压缩二氧化碳储能系统完成，所述储能系统包括低压储气区、高压储气区、换热器、压缩机和膨胀机；

所述低压储气区、压缩机、高压储气区和膨胀机依次连接；压缩机和膨胀机分别与换热器相连，在换热器中二氧化碳与水体进行换热以调节二氧化碳的温度；低压储气区由多组低压储气装置并联组成；高压储气区由多组高压储气装置并联组成；

所述系统还包括储热区；所述储热区与换热器相连，所述储热区用于存储压缩机的压缩热，并将存储的热量用于膨胀机做功；

所述储能方法包括：

（1）储能过程

首先根据公式以及此时电网多余的电量，并且根据储能周期的时长和压缩机的压缩比，在低压储气区和高压储气区分别选择合适的低、高压储气装置，使得高压储气装置内的压力和低压储气装置内的压力比值为，此时压缩机开始工作，将低压储气装置内的二氧化碳压缩至高压储气装置内；

压缩过程中，根据电网功率以及压缩机的实时功率，实时在低压区内选择合适压力的低压储气装置以及在高压储气区选择合适的高压储气装置；随着压缩过程的进行，无法选择到合适压比的低压储气装置和高压储气装置时，调节压缩机后的换热器中的冷水流量来调节压缩机的功率，使得储能过程得以完成；

其中，为压缩机功率，为压缩机流量，为压缩机压缩比；

（2）释能过程

首先根据公式以及电网此时的需电量，并且根据释能周期和膨胀机的膨胀比，在高压储气区和低压储气区分别选择合适压力的高、低压储气装置，使得高压储气装置内的压力和低压储气装置内的压力比值为，高压二氧化碳通过膨胀机带动发电机发电；

发电过程中，根据电网实时用电量和膨胀机的实时功率确定合适的膨胀机膨胀比，根据新的膨胀机膨胀比，在低压储气区和高压储气区内选择合适压力的低压储气装置和高压储气装置；随着释能过程进行，高低压比无法提供调节能力时，在储热区选择合适的热水流量，通过调节膨胀机前的换热器中的热水流量来调节膨胀机的输出功，使得释能过程得以完成；

其中为膨胀机功率，为膨胀机流量，为膨胀机膨胀比。

2.如权利要求1所述的温压协同控制的水上光伏耦合压缩二氧化碳储能方法，其特征在于，低压储气区中每组低压储气装置中的气体压力不同；高压储气区中每组高压储气装置中的气体压力不同；低压储气区最大的气体压力小于高压储气区最小的气体压力。

3.如权利要求1所述的温压协同控制的水上光伏耦合压缩二氧化碳储能方法，其特征在于，所述低压储气装置和高压储气装置都是由光伏板和其下部空余空间安装的储气罐组成，光伏板和储气罐之间通过光伏板支撑架连接。

4.如权利要求1所述的温压协同控制的水上光伏耦合压缩二氧化碳储能方法，其特征在于，每组低压储气装置或高压储气装置分别设置有各自的阀门，用来控制储气或放气；每组储气装置至少包含4个串联的储气罐。

5.如权利要求1所述的温压协同控制的水上光伏耦合压缩二氧化碳储能方法，其特征在于，所述换热器有两组，一组换热器安装在压缩机之后，一组换热器安装在膨胀机之前；

每台压缩机之后连接有至少一台换热器；每台膨胀机之前连接有至少一台换热器。

6.如权利要求1所述的温压协同控制的水上光伏耦合压缩二氧化碳储能方法，其特征在于，压缩机压缩产生的高温二氧化碳与冷水在换热器中换热，得到的热水存储于储热区中；

储热区中的热水与低温二氧化碳在换热器中换热，加热后的二氧化碳进入膨胀机中做工，换热后的冷水排入水中。

7.如权利要求1所述的温压协同控制的水上光伏耦合压缩二氧化碳储能方法，其特征在于，所述储热区由多组光伏板储水体并联组成；所述光伏板储水体由光伏板和其下部空余空间安装的储水罐组成；光伏板和储水罐之间通过光伏板支撑架连接。

8.如权利要求7所述的温压协同控制的水上光伏耦合压缩二氧化碳储能方法，其特征在于，每组光伏板储水体分别设置有各自的阀门，用来控制储水罐储水和放水；每组光伏板储水体至少包含4个串联的储水罐。