本发明涉及储能,尤其是涉及一种水下压缩空气储能系统。
背景技术:
1、压缩空气储能是指在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气,将空气高压密封在盐穴、岩洞、储气井或地上储气罐中,在电网负荷高峰期释放压缩空气推动燃气轮机或透平膨胀机发电的储能方式。目前,常规盐穴、岩洞或地上储气罐储能,需要依靠独特的地理位置及建造较昂贵的地上储气装置,成本较高,且在释能过程中存在压力逐渐衰减,做功效率降低的问题。
技术实现思路
1、本发明提供了一种建造成本低,压力不会随使用过程而降低,工况稳定,效率更高的水下压缩空气储能系统。
2、本发明提供了一种水下压缩空气储能系统,包括:压缩空气储能电站、水下储气装置和发电设备;所述水下储气装置设置在水下固定深度处,且通过压缩空气管道与所述压缩空气储能电站相连;所述发电设备通过连接线路与所述压缩空气储能电站相连,所述压缩空气储能电站通过变电站与电网相连。
3、进一步地,所述水下储气装置通过固定装置连接在水底。
4、进一步地,所述水下储气装置为在地下挖设的空腔,且通过引水管道与水底相连通。
5、进一步地,所述压缩空气储能电站包括电动机、多级离心压缩机、组合透平膨胀机和发电机;所述电动机与所述多级离心压缩机相连,且所述电动机通过所述连接线路与所述发电设备相连,所述多级离心压缩机通过所述压缩空气管道与所述水下储气装置相连,以将所述发电设备发出的电转化为压缩空气存储在水下储气装置中;所述组合透平膨胀机与所述发电机相连,且所述组合透平膨胀机通过所述压缩空气管道与所述水下储气装置相连,所述发电机通过所述连接线路与所述变电站相连,以使用水下储气装置中的压缩气体发电供给所述变电站。
6、进一步地,所述压缩空气储能电站还包括蓄热系统,用于吸收或者释放气体压缩过程中产生的热量。
7、进一步地,所述蓄热系统包括高温储热罐和常温储热罐。
8、进一步地,所述发电设备与所述压缩空气储能电站之间还设置有逆变器和变压器。
9、进一步地,所述压缩空气储能电站设置在水面上。
10、进一步地,所述变电站包括陆上变电站和水上变电站。
11、进一步地,所述发电设备至少包括陆上光伏发电设备、漂浮式光伏发电设备、固定式风机和漂浮式风机中的一种。
12、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:本发明适合于湖泊,沿海区域、海岛、海洋平台、海上可再生能源电场的规模化储能;优点可实现定压存储,储气系统水下压力只与水的深度有关,不会随使用过程而降低,工况稳定,效率更高。而且,系统可利用沿海近海固定式风机,远海漂浮式风机、水面漂浮式光伏、陆上光伏等设备所发电能,尤其是弃风弃光等低谷电通过逆变器及变压器转变为多级离心压缩机所需电能要求将空气压缩,储存在水下储气装置中,并将压缩过程中产生的热量储存在蓄热系统中;并在用电高峰期由储气装置释放储存的压缩空气,同时吸收压缩过程中储存的热量,送入组合透平膨胀机做功,带动发电机发电,通过储网的协同及调动送入电网。
1.一种水下压缩空气储能系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的水下压缩空气储能系统,其特征在于,所述水下储气装置(2)通过固定装置(21)连接在水底。
3.根据权利要求1所述的水下压缩空气储能系统,其特征在于,所述水下储气装置(2)为在地下挖设的空腔,且通过引水管道(22)与水底相连通。
4.根据权利要求1所述的水下压缩空气储能系统,其特征在于,所述压缩空气储能电站(1)包括电动机(11)、多级离心压缩机(12)、组合透平膨胀机(13)和发电机(14);
5.根据权利要求4所述的水下压缩空气储能系统,其特征在于,所述压缩空气储能电站(1)还包括蓄热系统(15),用于吸收或者释放气体压缩过程中产生的热量。
6.根据权利要求5所述的水下压缩空气储能系统,其特征在于,所述蓄热系统(15)包括高温储热罐和常温储热罐。
7.根据权利要求1所述的水下压缩空气储能系统,其特征在于,所述发电设备(3)与所述压缩空气储能电站(1)之间还设置有逆变器(6)和变压器(7)。
8.根据权利要求1所述的水下压缩空气储能系统,其特征在于,所述压缩空气储能电站(1)设置在水面上。
9.根据权利要求8所述的水下压缩空气储能系统,其特征在于,所述变电站(8)包括陆上变电站和水上变电站。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的水下压缩空气储能系统,其特征在于,所述发电设备(3)至少包括陆上光伏发电设备(31)、漂浮式光伏发电设备(32)、固定式风机(33)和漂浮式风机(34)中的一种。