[发明专利]水下等压压缩空气混合储能系统及方法

说明书

水下等压压缩空气混合储能系统及方法，属于水下储能技术领域。本发明解决了现有技术中可进行稳压供电的水下储能系统结构复杂问题。本发明储气罐组包括N个储气罐，且N个储气罐从左至右依次首尾连通；储气罐组置于海内，且储气罐组中最右侧的储气罐与海水连通，储气罐组中最左侧的储气罐与压缩机和膨胀机连通；电动/发电机作为电动机时，电动/发电机驱动压缩机的输入轴转动，从而使得压缩机将空气压缩至储气罐组，并通过储气罐组对空气进行存储；电动/发电机作为发电机时，储气罐组输出的气体对膨胀机做功，使得膨胀机的输出轴带动电动/发电机的主轴转动，电动/发电机输出电能输送至电网。本发明主要用于对海上能源的存储。

技术领域

本发明属于水下储能技术领域。

背景技术

储能技术能够存储、释放能量，弥补发电系统能量瞬时性的缺点，还可以大大改善可再生能源的波动性，现已成为智能电网、可再生能源高占比系统、能源互联网的关键组成部分和重大支撑技术之一。目前已应用的储能技术主要包括抽水蓄能电站、压缩空气储能、液流电池、蓄电池、超导磁能、飞轮和电容/超级电容等。由于受能量密度、容量、效率、储能周期、运行费用、寿命等问题所限，只有抽水蓄能和压缩空气储能两种系统在大规模商业系统中运行。

目前，海洋可再生能源开发正处于快速发展阶段，势必成为未来可持续能源结构中的重要组成部分。除了大规模的浅海固定式风电项目的成功运行，未来海上风电有向深海发展的趋势，陆地上，较大规模的光伏阵列需要占据很大的土地资源，这在经济发达人口稠密的沿海地区往往是不可以接受的，如果能够充分利用宽阔的海上空间就可以克服以上难题，从而催生了水上漂浮式光伏发电系统的研究。相比于陆上光伏系统，其能够利用周围低温水体阻止太阳能电池产生过热问题，并且不容易产生扬尘覆盖问题，也避免了建筑和植被遮挡阳光，从而保持较高的转换效率。

同陆上可再生能源类似，海洋可再生能源同样具有间歇性、随机性缺陷，从而导致可再生能源电能的不稳定性，而如何对间歇性、随机性缺陷的海洋可再生能源进行有效存储，以及将其存储后将其转化为稳定电能为电网供电，亟需解决，而现有技术中存在可进行稳压供电的水下储能系统，但是其系统结构复杂，以上问题亟需解决。

发明内容

本发明目的是为了解决现有技术中可进行稳压供电的水下储能系统结构复杂问题，本发明提供了一种水下等压压缩空气混合储能系统及方法。

水下等压压缩空气混合储能系统，包括电动/发电机、压缩机、膨胀机、储气罐组、1号离合器和2号离合器；

电动/发电机的供电电源为海上可再生能源；

储气罐组包括N个储气罐，且N个储气罐从左至右依次首尾连通；N为大于或等于2的整数；

储气罐组置于海内，且储气罐组中最右侧的储气罐与海水连通，储气罐组中最左侧的储气罐与压缩机和膨胀机连通；

电动/发电机的主轴的一端通过1号离合器与压缩机的输入轴连接，电动/发电机的主轴的另一端通过2号离合器与膨胀机的输出轴连接；

1号离合器，用于控制电动/发电机的主轴的一端与压缩机的输入轴间的通断；

2号离合器，用于控制电动/发电机的主轴的另一端与膨胀机的输出轴间的通断；

电动/发电机作为电动机时，电动/发电机驱动压缩机的输入轴转动，从而使得压缩机将空气压缩至储气罐组，并通过储气罐组对空气进行存储；电动/发电机作为发电机时，储气罐组输出的气体对膨胀机做功，使得膨胀机的输出轴带动电动/发电机的主轴转动，电动/发电机输出电能输送至电网。

采用所述的水下等压压缩空气混合储能系统实现的储能方法，该储能方法包括储能阶段和释能阶段，具体为：

储能阶段：