[发明专利]一种变速恒频压缩空气储能发电系统

权利要求书

1.一种变速恒频压缩空气储能发电系统，其特征在于，包括高温压缩机组、储气装置(5)、透平发电机组、变速恒频控制系统、循环冷却水系统以及回热系统；

所述高温压缩机组利用低谷电能将空气压缩成高压状态的压缩空气，将高压低温的压缩空气注入储气装置(5)，所述储气装置(5)与透平发电机组相连；

所述回热系统用于满足透平发电机组做工的工质温度；

所述循环冷却水系统用于压缩机出口气体的二次换热以及高压透平进气的初加热。

所述变速恒频控制系统用于将空气透平发电机组输出的机械能通过发电机/电动机(1)运行在发电机状态向外输出变速的电能，将高质量电能输送至电网。

2.根据权利要求1所述的一种变速恒频压缩空气储能发电系统，其特征在于，所述储气装置(5)的进口与高温压缩机组相连，高温压缩机组经电动机与压缩机间SSS离合器(4-1)与同步发电机/电动机(1)相连，储气装置(5)的出口与透平发电机组相连，透平发电机组经发电机与透平机间SSS离合器(4-2)与同步发电机/电动机(1)。

3.根据权利要求1所述的一种变速恒频压缩空气储能发电系统，其特征在于，所述高温压缩机组包括第一级高温压缩机(2-1)与第二级高温压缩机(2-2)，所述第一级高温压缩机(2-1)与第二级高温压缩机(2-2)之间设置有循环冷却水泵(13)，第一级高温压缩机(2-1)的进口经空气滤网(15-1)与大气连接。

4.根据权利要求1所述的一种变速恒频压缩空气储能发电系统，其特征在于，所述透平发电机组包括第一级空气透平(3-1)和第二级空气透平(3-2)，所述第二级空气透平(3-2)排气经油气换热器(9-1)换热后进入第一级空气透平(3-1)中做功，第一级空气透平(3-1)的乏气通过放空消音器(19)后排入大气。

5.根据权利要求4所述的一种变速恒频压缩空气储能发电系统，其特征在于，所述储气装置(5)的压缩空气出口依次设置水-气换热器(11)、空气干燥器(14-3)和透平进气滤网(15-3)，经过透平进气滤网(15-3)加热后的气体与来自高温储热装置(7)出口的高温导热油经油气换热器(9-2)换热，吸热后的高温高压空气进入第二级空气透平(3-2)做工，所述储气装置(5)的压缩空气出口与水-气换热器(11)之间设置有空气滤网(15-2)。

6.根据权利要求1所述的一种变速恒频压缩空气储能发电系统，其特征在于，所述回热系统包括依次连接的低温储热装置(6)、油气换热器I(8-1)、油气换热器II(8-2)、高温储热装置(7、)油气换热器III(9-1)、油气换热器IV(9-2)，低温储热装置(6)用于存储低温导热油，油气换热器I(8-1)设在第一级高温压缩机(2-1)下游，第二级高温压缩机(2-2)上游，油气换热器II(8-2)设在第二级高温压缩机(2-2)下游，储气装置(5)上游，油气换热器I(8-1)、油气换热器II(8-2)利用低温导热油回收高温压缩机组压缩空气过程产生的压缩热，高温储热装置(7)储存高温导热油，油气换热器III(9-1)设置在第二级空气透平(3-2)下游且在第一级空气透平(3-1)上游，油气换热器IV(9-2)设置在储气装置(5)下游且在高压压缩机上游，油气换热器III(9-1)、油气换热器IV(9-2)利用高温导热油加热储气装置(5)释放的压缩空气，用于满足透平做工的工质温度。

7.根据权利要求1所述的一种变速恒频压缩空气储能发电系统，其特征在于，所述循环冷却水系统包括设置在油气换热器(8)下游且在储气装置(5)上游的水气换热器(10)，用于吸收压缩机出口经导热油换热后的低温余热，完成对压缩机出口气体的二次换热，在压缩空气储气装置(5)下游且在油气换热器(9)上游的水气换热器(11)，用于对来自储气装置(5)出口的高压冷空气换热，对进入第二级空气透平(3-2)的压缩空气进行初步加热，以及与水气换热器(10)连接的机力通风冷却塔(16)，实现气-水分离，除去压缩空气中掺杂的水蒸汽。

8.根据权利要求1所述的一种变速恒频压缩空气储能发电系统，其特征在于，所述变速恒频控制系统包括发电机机侧开关(20)，同步发电机/电动机(1)经发电机机侧开关(20)接入四象限变流器(21)实现恒频控制，输出恒频的电能经移相变压器(22)进行滤波，最终经电网侧开关(23)接入主变压器(24)。