[发明专利]一种压缩空气储能与火电机组耦合的发电系统

说明书

本发明提供了一种压缩空气储能与火电机组耦合的发电系统，属于发电技术领域。发电系统包括空气压缩模块、压缩空气发电模块以及储气罐；储气罐连接空气压缩模块和压缩空气发电模块；空气压缩模块以及压缩空气发电模块连接火电机组；空气压缩模块包括电机、若干组压缩机以及压缩模块换热器；若干组压缩机均与电机连接，压缩模块换热器的入气口连接上一组压缩机的出气口，压缩模块换热器的出气口连接下一组压缩机的入气口；压缩空气发电模块包括发电机、若干组膨胀机以及发电模块换热器；若干组膨胀机均与发电机连接，膨胀机的入气口连接上一组发电模块换热器的出气口，膨胀机的出气口连接下一组发电模块换热器的入气口。

技术领域

本发明属于发电技术领域，具体涉及一种压缩空气储能与火电机组耦合的发电系统。

背景技术

新能源的快速发展带来的消纳问题促进了储能技术在新能源并网领域的应用。火电机组及其他可在生能源机组均可以参与电网调峰，但其他可再生能源机组参与电网调峰均面临着诸多问题例如水电机组调峰受当地水资源和季节因素影响较大，燃气轮机调峰的主要问题是成本太高，受限于燃气机组技术的影响，更多的地区需要燃煤机组参与调峰。但燃煤机组参与电网调峰所面临的主要问题一个是调度方式问题，另一个问题是受冬季供热的影响。由于采暖季需首先保证供暖需求，供热机组受“以热定电”方式约束，且采暖季与风电大发期重叠，致使风电消纳矛盾日益突出。在能源互联网的大背景下，利用储能系统缓解电网调峰压力正受到越来越多的关注。

由于间歇性强的新能源大量并网导致电网频率不稳定的问题逐渐突出，储能技术以其灵敏精准的出力特性逐步在电力系统调频领域实现规模化应用。电力储能技术可分为物理储能、化学储能和电磁储能三类，物理储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等；化学储能主要包括锂电池储能、铅蓄电池储能、钠硫电池储能等；电池储能包括的超导储能及超级电容器等。目前能够大规模应用的电力储能技术主要是物理储能中的抽水蓄能和压缩空气储能以及化学储能中的电池储能。

传统压缩空气储能技术以燃气轮机、膨胀机、发电机、电动机为主体，储气室、离合器等为辅助设备，其工作原理为：压缩储能系统在用电低谷期，利用多余厂用电驱动压缩机将多余电能以空气内能形式存到储气罐内；用电高峰期时，系统处于释能模式，储气罐内高压空气进入燃烧室燃烧，产生高温高压空气进入膨胀机做功，但是其成本高且切换导致电网频率不稳定。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种压缩空气储能与火电机组耦合的发电系统，所述发电系统具有释能和储能模式，储能模式时将电能转化为压力能和热能，并将压力能进行存储，热能直接输出到供热机组中；释能模式时将高压空气释放，利用少部分汽轮机抽汽将空气加热，进入膨胀机做功带动发电机发电，成本低且切换后电网频率稳定。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明提供了一种压缩空气储能与火电机组耦合的发电系统，包括空气压缩模块、压缩空气发电模块以及储气罐；

所述储气罐的进气口连通空气压缩模块的出气管路，所述储气罐的出气口连通压缩空气发电模块的进气管路；所述空气压缩模块以及压缩空气发电模块连接火电机组；

所述空气压缩模块包括电机、若干组压缩机以及压缩模块换热器；所述压缩机均与电机连接，所述压缩模块换热器的入气口连接上一组所述压缩机的出气口，所述压缩模块换热器的出气口连接下一组所述压缩机的入气口；

所述压缩空气发电模块包括发电机、若干组膨胀机以及发电模块换热器；所述膨胀机均与发电机连接，所述膨胀机的入气口连接上一组所述发电模块换热器的出气口，所述膨胀机的出气口连接下一组发电模块换热器的入气口。

本发明进一步，所述空气压缩模块的出气管路上设置有调节阀。

本发明进一步，所述火电机组的热水入水口连通所述压缩模块换热器的出水口；所述火电机组的热水出水口连通所述发电模块换热器的入水口；