[发明专利]一种压缩二氧化碳储能系统和储能方法

说明书

本发明涉及储能技术领域，具体涉及一种压缩二氧化碳储能系统和储能方法。储能系统包括高压储气模块，低压储气模块，压缩机和透平；其中高压储气模块包含多个高压储气罐；低压储气模块包含多个低压储气罐；每个高压储气罐内的气体压力全部不相同，均匀分为在其压力范围内；每个低压储气罐内的气体压力全部不相同，均匀分配在其压力范围内。将二氧化碳存储罐分为高压储气模块和低压储气模块，利用实时的压比要求，在高压储气模块和低压储气模块分别选择合适压力的高压储气罐和低压储气罐，使其满足压缩机或者透平的功率要求，从而提升压缩二氧化碳储能系统的调节能力。

技术领域

本发明涉及储能技术领域，具体涉及一种压缩二氧化碳储能系统和储能方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

光伏、风电等可再生能源具有间歇性，导致其上网的时候给大电网带来很大的冲击，为了使可再生能源平稳上网，需要储能系统辅助可再生能源上网。目前发展较为成熟的储能系统主要有抽水蓄能、压缩气体储能系统以及电化学储能系统等，其中压缩气体储能系统具有建设周期短、存储容量大等优点得到了快速的发展。压缩气体储能系统中的压缩二氧化碳储能系统为二氧化碳捕集存储以及利用提供了一种新的途径，并且其容易液化，可以做到更小的系统体积在最近几年得到了广泛的关注。

但是发明人发现，由于压缩二氧化碳储能系统中低压储气罐的存在，储能和释能过程中高压储罐和低压储罐间的压比变化导致压缩机或透平的工作受到影响，从而会造成储能系统的调节能力下降。

发明内容

现有技术中，压缩二氧化碳储能系统一般由低压储气罐、高压储气罐、压缩机、透平以及发电机组成；在储能阶段，压缩机将存储在低压罐内的低压二氧化碳压缩至高压状态，然后存储在高压储气罐内；在释能阶段，存储在高压罐内的二氧化碳被释放后进入透平中做工，透平带动发电机发电，膨胀后的低压二氧化碳被存储在低压罐储气罐内。压缩二氧化碳储能系统在储能过程中，低压储气罐内的二氧化碳压力不断降低，高压储气罐内的二氧化碳压力不断升高，造成了压缩机的压比持续增加，从而使得压缩机所需的功率不断增加，如果此时可再生能源或者电网提供的功率不能满足压缩机所需功率，则压缩机将会停止工作，储能系统将无法提供消耗多余电能的能力，丧失调节能力；压缩二氧化碳储能系统在释能过程中，高压储气罐内的二氧化碳压力不断降低，低压储气罐内的二氧化碳压力不断上升，造成了透平的膨胀比不断减小，从而透平的做功能力下降，如果此时电网或者用户所需电量很高，而由于透平膨胀比的下降造成的发电机发电量下降不能满足用户所需电量，则储能系统失去调节能力。

针对现有技术中存在的压缩二氧化碳储能系统调节能力下降的技术问题，本发明提出一种压缩二氧化碳储能系统和储能方法，储气系统分为高压储气模块和低压储气模块，以合适的压力配比解决低压储气罐的存在带给压缩二氧化碳系统带来的弊端。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下所述：

在本发明的第一方面，提供一种压缩二氧化碳储能系统，包括高压储气模块，低压储气模块，压缩机和透平；

其中高压储气模块包含多个高压储气罐；低压储气模块包含多个低压储气罐；

每个高压储气罐内的气体压力全部不相同，均匀分为在其压力范围内；每个低压储气罐内的气体压力全部不相同，均匀分配在其压力范围内。

本发明中，根据压缩机或透平的功率是压比的函数，在实际运行过程中，可根据压缩机或透平的功率，从低压储气模块中和高压储气模块中选择合适的高压储气罐和低压储气罐，使得高压储气罐和低压储气罐的压力比值满足功率要求，从而达到储能系统的调节作用。

在本发明的第二方面，提供一种压缩二氧化碳储能方法，所述方法依靠第一方面所述压缩二氧化碳储能系统完成，步骤如下：