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壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)及其控制方法

612   編輯:中冶有色網(wǎng)   來(lái)源:西安交通大學(xué)  
2023-11-06 14:36:20
1.本發(fā)明涉及儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)及其控制方法。 背景技術(shù): 2.壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)是一種儲(chǔ)存容量大、運(yùn)行效率高、使用壽命長(zhǎng)且運(yùn)行成本低的電能存儲(chǔ)系統(tǒng)。其主要的工作原理為:在用電低谷期,用富余的低價(jià)電能驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī),將空氣壓縮到儲(chǔ)氣裝置中儲(chǔ)存起來(lái);而在用電高峰期,將壓縮空氣從儲(chǔ)氣裝置中釋放,然后通過(guò)高壓空氣帶動(dòng)膨脹機(jī)做功,輸出高品質(zhì)電能。由于壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)在壓縮空氣階段會(huì)產(chǎn)生大量廢熱,導(dǎo)致熱能浪費(fèi)。并且,由于傳熱損失的存在,導(dǎo)致釋能過(guò)程中,膨脹機(jī)出口的空氣溫度低于環(huán)境溫度,這也會(huì)導(dǎo)致冷能的浪費(fèi)。在現(xiàn)有技術(shù)中,中國(guó)專(zhuān)利cn105569753a已公開(kāi)了一種利用有機(jī)朗肯循環(huán)(orc)回收廢棄熱能和冷能的發(fā)電裝置,但有機(jī)朗肯循環(huán)(orc)系統(tǒng)中有機(jī)工質(zhì)和熱源換熱階段,溫度跟隨性不好,因此存在非常大的損失。 技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素: 3.本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題,提供一種壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)及其控制方法,通過(guò)三角閃蒸循環(huán),對(duì)壓縮空氣階段產(chǎn)生余熱和進(jìn)行回收發(fā)電,提高儲(chǔ)能效率。 4.為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明有如下的技術(shù)方案: 5.第一方面,提供一種壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng),包括電能存儲(chǔ)系統(tǒng)、熱能儲(chǔ)釋系統(tǒng)、電能釋放系統(tǒng)以及三角閃蒸循環(huán)系統(tǒng);所述電能存儲(chǔ)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、級(jí)間冷卻器和高壓儲(chǔ)氣罐,所述壓縮機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),壓縮機(jī)的排氣口與級(jí)間冷卻器的熱側(cè)進(jìn)口連接,級(jí)間冷卻器的熱側(cè)出口與高壓儲(chǔ)氣罐連接;所述熱能儲(chǔ)釋系統(tǒng)包括儲(chǔ)熱罐與第一工質(zhì)泵,在儲(chǔ)能階段,儲(chǔ)熱罐內(nèi)的儲(chǔ)熱工質(zhì)在第一工質(zhì)泵的驅(qū)動(dòng)下流經(jīng)級(jí)間冷卻器再回到儲(chǔ)熱罐,在釋能階段,儲(chǔ)熱罐內(nèi)的儲(chǔ)熱工質(zhì)在第一工質(zhì)泵的驅(qū)動(dòng)下流經(jīng)電能釋放系統(tǒng)的第一換熱器以及三角閃蒸循環(huán)系統(tǒng)的第二換熱器再回到儲(chǔ)熱罐;所述電能釋放系統(tǒng)包括第一換熱器與膨脹機(jī),膨脹機(jī)經(jīng)過(guò)第一換熱器與高壓儲(chǔ)氣罐相連,膨脹機(jī)對(duì)外做功帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電;所述三角閃蒸循環(huán)系統(tǒng)包括第二換熱器、兩相膨脹機(jī)、冷凝器以及第二工質(zhì)泵,冷凝器通入膨脹機(jī)做工后的排氣,有機(jī)工質(zhì)在第二換熱器中被加熱到飽和液狀態(tài),進(jìn)入兩相膨脹機(jī),兩相膨脹機(jī)對(duì)外做功帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,做功后的有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入冷凝器被冷凝,最后通過(guò)第二工質(zhì)泵加壓回到第二換熱器。 6.作為優(yōu)選,所述的壓縮機(jī)包括同軸連接在一起的低壓壓縮機(jī)、中壓壓縮機(jī)以及高壓壓縮機(jī),低壓壓縮機(jī)與電動(dòng)機(jī)連接;所述級(jí)間冷卻器包括低壓級(jí)間冷卻器、中壓級(jí)間冷卻器以及
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