本发明涉及液态空气储能技术领域，尤其涉及一种压缩空气与液态空气的联合储能发电系统。
背景技术：
空气储能是一种新兴的大规模绿色储能技术。空气储能包括压缩空气储能和液态空气储能。其中，常规的压缩空气储能电站的储能密度低，占地面积大，但系统简单，响应较快。而液态空气储能电站的储能密度高，占地面积小，但系统复杂，响应较慢。同时，分别独立设立压缩空气储能电站和液态空气储能电站时，需要分别设置相应的设备设施，投资成本较大。
技术实现要素：
针对上述不足，本发明提供了一种压缩空气与液态空气的联合储能发电系统。
根据本发明提供的一种压缩空气与液态空气的联合储能发电系统，包括：一级空气压缩机组、压缩热存储利用装置、压缩空气存储单元、液态空气存储单元和膨胀发电单元。
其中，所述一级空气压缩机组的出口与所述压缩热存储利用装置连接，以将压缩空气的热量存储至所述压缩热存储利用装置内。所述压缩热存储利用装置与所述压缩空气存储单元连接，以存储压缩空气。所述压缩热存储利用装置与所述液态空气存储单元连接，以存储液态空气。所述压缩空气存储单元和所述液态空气存储单元均与所述膨胀发电单元连接，以实现压缩空气与液态空气联合发电。
根据本发明提供的一种压缩空气与液态空气的联合储能发电系统，所述压缩空气存储单元包括压缩空气储能二级空气压缩机和压缩空气储罐。所述压缩热存储利用装置包括第一换热侧和第二换热侧。
其中，所述一级空气压缩机组的出口与所述压缩热存储利用装置的第一换热侧的入口连接。所述第一换热侧的出口处连接有压缩空气输送总管。所述压缩空气储能二级空气压缩机的入口通过第一压缩空气支管与所述压缩空气输送总管连接。并且，所述第一压缩空气支管上安装有第一流量控制阀。所述压缩空气储能二级空气压缩机的出口与所述压缩热存储利用装置的第二换热侧的入口连接。所述第二换热侧的出口与所述压缩空气储罐的入口连接。
根据本发明提供的一种压缩空气与液态空气的联合储能发电系统，所述液态空气存储单元包括预冷器、分子筛纯化装置、液态空气储能二级空气压缩机、蓄冷器、节流元件、气液分离器和液态空气储罐。所述压缩热存储利用装置还包括第三换热侧。所述预冷器包括第四换热侧。所述蓄冷器包括第五换热侧。
其中，所述预冷器的第四换热侧的入口通过液态空气支管与所述压缩空气输送总管连接。所述液态空气支管上安装有第二流量控制阀。所述预冷器的第四换热侧的出口与所述分子筛纯化装置的入口连接。所述分子筛纯化装置的出口与所述液态空气储能二级空气压缩机的入口连接。所述液态空气储能二级空气压缩机的出口与所述压缩热存储利用装置的第三换热侧的入口连接。所述第三换热侧的出口与所述蓄冷器的第五换热侧的入口连接。所述第五换热侧的出口与所述节流元件的入口连接。所述节流元件的出口与所述气液分离器的入口连接。所述气液分离器的液态空气出口与所述液态空气储罐的入口连接。
根据本发明提供的一种压缩空气与液态空气的联合储能发电系统，所述蓄冷器还包括第六换热侧。所述预冷器还包括第七换热侧。
其中，所述液态空气储罐的气相空气出口与所述蓄冷器的第六换热侧的入口连接。所述第六换热侧的出口与所述预冷器的第七换热侧的入口连接。所述第七换热侧的出口与所述液态空气储能二级空气压缩机的入口连接。
根据本发明提供的一种压缩空气与液态空气的联合储能发电系统，所述液态空气存储单元还包括低温泵。所述蓄冷器还包括第八换热侧。所述压缩热存储利用装置还包括第九换热侧。
其中，所述液态空气储罐的出口与所述低温泵的入口连接。所述低温泵的出口与所述蓄冷器的第八换热侧的入口连接。所述第八换热侧的出口与所述压缩热存储利用装置的第九换热侧的入口连接。所述第九换热侧的出口与所述膨胀发电单元连接。
根据本发明提供的一种压缩空气与液态空气的联合储能发电系统，所述压缩空气储罐的出口处连接有压缩空气排气总管。所述蓄冷器的第八换热侧通过第二压缩空气支管与所述压缩空气排气总管连接。所述第二压缩空气支管上安装有第三流量控制阀。
根据本发明提供的一种压缩空气与液态空气的联合储能发电系统，所述膨胀发电单元包括空气透平机组和发电机。
其中，所述压缩热存储利用装置的第九换热侧的出口与所述空气透平机组的进气口连接。所述空气透平机组与所述发电机连接。
根据本发明提供的一种压缩空气与液态空气的联合储能发电系统，还包括室内供热单元。所述室内供热单元包括供热换热装置。所述压缩热存储利用装置还包括余热利用换热侧。所述供热换热装置包括第十换热侧和第十一换热侧。
其中，所述供热换热装置的第十换热侧与所述压缩热存储利用装置的余热利用换热侧连接，以形成供热换热循环回路。所述供热换热循环回路上安装有作为循环动力源的供热风机。
其中，所述供热换热装置的第十一换热侧与室内制热空调连接，以形成室内供热循环回路。所述室内供热循环回路上安装有作为循环动力源的热水泵。
根据本发明提供的一种压缩空气与液态空气的联合储能发电系统，还包括室内供冷单元。所述室内供冷单元包括供冷换热装置。所述供冷换热装置包括第十二换热侧和第十三换热侧。
其中，所述供冷换热装置的第十二换热侧的入口与通过第三压缩空气支管与所述压缩空气排气总管连接。所述第三压缩空气支管上安装有第四流量控制阀。所述供冷换热装置的第十二换热侧的出口与所述压缩热存储利用装置的第九换热侧的入口连接。
其中，所述供冷换热装置的第十三换热侧与室内制冷空调连接，以形成室内供冷循环回路。所述室内供冷循环回路上安装有作为循环动力源的冷水泵。
根据本发明提供的一种压缩空气与液态空气的联合储能发电系统，所述供冷换热装置还包括第十四换热侧。
其中，所述空气透平机组的排气口与所述供冷换热装置的第十四换热侧的入口连接。所述第十四换热侧的出口与室内换新风通道连通。
根据本发明提供的一种压缩空气与液态空气的联合储能发电系统，还包括电动机和空气过滤器。所述电动机与所述一级空气压缩机组连接，以驱动所述一级空气压缩机组工作。所述空气过滤器的出口与所述一级空气压缩机组的入口连接。
在本发明提供的压缩空气与液态空气的联合储能发电系统中，所述一级空气压缩机组的出口与所述压缩热存储利用装置连接，以将压缩空气的热量存储至所述压缩热存储利用装置内。所述压缩热存储利用装置与所述压缩空气存储单元连接，以存储压缩空气。所述压缩热存储利用装置与所述液态空气存储单元连接，以存储液态空气。所述压缩空气存储单元和所述液态空气存储单元均与所述膨胀发电单元连接，以实现压缩空气与液态空气联合发电。
通过这种结构设置，压缩空气存储单元和液态空气存储单元均与膨胀发电单元连接，以实现压缩空气与液态空气联合发电。一方面，能够解决压缩空气储能电站储能密度低的问题；另一方面，能够提升液态空气储能电站的响应速率。由此，有效改善了空气储能系统的灵活性和运行效率。同时，压缩空气储能电站和液态空气储能电站共用一级空气压缩机组、压缩热存储利用装置和膨胀发电单元，极大减少了设施设备的投资成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的压缩空气与液态空气的联合储能发电系统的系统原理图；
附图标记：
1：空气过滤器；2：一级空气压缩机组；
3：预冷器；4：压缩空气储能二级空气压缩机组；
5：分子筛纯化装置；6：液态空气储能二级空气压缩机组；
7：第二流量控制阀；8：第一流量控制阀；
9：压缩热存储利用装置；10：蓄冷器；
11：节流元件；12：气液分离器；
13：液态空气储罐；14：压缩空气储罐；
15：低温泵；16：第三流量控制阀；
17：第四流量控制阀；18：空气透平机组；
19：供冷换热装置；20：冷水泵；
21：室内制冷空调；22：供热风机；
23：供热换热装置；24：热水泵；
25：室内制热空调；26：压缩空气输送总管；
27：第一压缩空气支管；28：液态空气支管
29：压缩空气排气总管；30：第二压缩空气支管；
31：第三压缩空气支管；32：室内换新风通道；
h1：第一换热侧；h2：第二换热侧；
h3：第三换热侧；h4：第四换热侧；
h5：第五换热侧；h6：第六换热侧；
h7：第七换热侧；h8：第八换热侧；
h9：第九换热侧；h10：第十换热侧；
h11：第十一换热侧；h12：第十二换热侧；
h13：第十三换热侧；h14：第十四换热侧；
h15：余热利用换热侧；m：电动机；
g：发电机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、
“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、
“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1对本发明提供的压缩空气与液态空气的联合储能发电系统进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本发明的示意性实施方式，并不对本发明构成任何特别限定。
本发明的实施例提供了一种压缩空气与液态空气的联合储能发电系统，如图1所示，该联合储能发电系统包括：一级空气压缩机组2、压缩热存储利用装置9、压缩空气存储单元、液态空气存储单元和膨胀发电单元。
其中，一级空气压缩机组2的出口与压缩热存储利用装置9连接，以将压缩空气的热量存储至压缩热存储利用装置9内。压缩热存储利用装置9与压缩空气存储单元连接，以存储压缩空气。压缩热存储利用装置9与液态空气存储单元连接，以存储液态空气。压缩空气存储单元和液态空气存储单元均与膨胀发电单元连接，以实现压缩空气与液态空气联合发电。
此处应当说明的是，压缩热存储利用装置9包括但是不限于填充床式蓄热器、热水循环或导热油循环系统。
通过这种结构设置，压缩空气存储单元和液态空气存储单元均与膨胀发电单元连接，以实现压缩空气与液态空气联合发电。一方面，能够解决压缩空气储能电站储能密度低的问题；另一方面，能够提升液态空气储能电站的响应速率。由此，有效改善了空气储能系统的灵活性和运行效率。同时，压缩空气储能电站和液态空气储能电站共用一级空气压缩机组2、压缩热存储利用装置9和膨胀发电单元，极大减少了设施设备的投资成本。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，压缩空气与液态空气的联合储能发电系统还包括电动机m和空气过滤器1。电动机m与一级空气压缩机组2连接，以驱动一级空气压缩机组2工作。空气过滤器1的出口与一级空气压缩机组2的入口连接。
此处应当说明的是，对于空气过滤器1的具体类型，本发明不作任何具体限定。例如，空气过滤器1包括自洁式过滤器。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，压缩空气存储单元包括压缩空气储能二级空气压缩机4和压缩空气储罐14。压缩热存储利用装置9包括第一换热侧h1和第二换热侧h2。
其中，一级空气压缩机组2的出口与压缩热存储利用装置9的第一换热侧h1的入口连接。第一换热侧h1的出口处连接有压缩空气输送总管26。压缩空气储能二级空气压缩机4的入口通过第一压缩空气支管27与压缩空气输送总管26连接。并且，第一压缩空气支管27上安装有第一流量控制阀8。压缩空气储能二级空气压缩机4的出口与压缩热存储利用装置9的第二换热侧h2的入口连接。第二换热侧h2的出口与压缩空气储罐14的入口连接。
具体地，在压缩空气储能过程中，常温常压状态的空气经空气过滤器1净化后，进入一级空气压缩机组2中被压缩至中温高压状态。中温高压状态的空气由第一换热侧h1的入口进入压缩热存储利用装置9中，以将中温压缩热存储至压缩热存储利用装置9内，中温高压状态的空气被冷却至常温高压状态。部分常温高压状态的空气由第一换热侧h1的出口经过压缩空气输送总管26和第一压缩空气支管27被输送至压缩空气储能第二空气压缩机4中继续增温增压至中温高压状态，并由第二换热侧h2的入口再次进入压缩热存储利用装置9中，以将中温压缩热再存储至压缩热存储利用装置9内，中温高压状态的空气被冷却至常温高压状态。常温高压状态的空气由第二换热侧h2的出口被运输并存储至压缩空气储罐14内。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，液态空气存储单元包括预冷器3、分子筛纯化装置5、液态空气储能二级空气压缩机6、蓄冷器10、节流元件11、气液分离器12和液态空气储罐13。压缩热存储利用装置9还包括第三换热侧h3。预冷器3包括第四换热侧h4。蓄冷器10包括第五换热侧h5。
其中，预冷器3的第四换热侧h4的入口通过液态空气支管28与压缩空气输送总管26连接。液态空气支管28上安装有第二流量控制阀7。预冷器3的第四换热侧h4的出口与分子筛纯化装置5的入口连接。分子筛纯化装置5的出口与液态空气储能二级空气压缩机6的入口连接。液态空气储能二级空气压缩机6的出口与压缩热存储利用装置9的第三换热侧h3的入口连接。第三换热侧h3的出口与蓄冷器10的第五换热侧h5的入口连接。第五换热侧h5的出口与节流元件11的入口连接。节流元件11的出口与气液分离器12的入口连接。气液分离器12的液态空气出口与液态空气储罐13的入口连接。
具体地，在液态空气储能过程中，常温常压状态的空气经空气过滤器1净化后，进入一级空气压缩机组2中被压缩至中温高压状态。中温高压状态的空气由第一换热侧h1的入口进入压缩热存储利用装置9中，以将中温压缩热存储至压缩热存储利用装置9内，中温高压状态的空气被冷却至常温高压状态。
其中，一部分常温高压状态的空气由第一换热侧h1的出口经过压缩空气输送总管26和第一压缩空气支管27被储存至压缩空气储罐14内。
另一部分常温高压状态的空气由第一换热侧h1的出口经过压缩空气输送总管26和液态空气支管28，通过第四换热侧h4的入口进入预冷器3内被冷却。被预冷器3冷却后的空气由第四换热侧h4的出口进入分子筛纯化装置5内进行脱碳脱水，然后被液态空气储能二级空气压缩机6继续增温增压至中温高压状态。中温高压状态的空气由第三换热侧h3的入口进入压缩热存储利用装置9内，以将中温压缩热存储至压缩热存储利用装置9内。中温高压状态的空气变为常温高压状态的空气后由第三换热侧h3的出口和第五换热侧h5的入口进入蓄冷器10内，常温高压状态的空气在蓄冷器10中吸收蓄冷介质的冷能并降温至低温状态。低温高压状态的空气由第五换热侧h5的出口流入至节流元件11内，经过节流元件11的降压膨胀作用后变为低温低压状态，并且产生气液两相空气后进入气液分离器12内。其中，液态空气由气液分离器12的液态空气出口排出并存储至液态空气储罐13内。同时，第一流量控制阀8和第二流量控制阀7能够调节存储至压缩空气储罐14和液态空气储罐13中的空气比例。
此处应当说明的是，对于一级空气压缩机组2、压缩空气储能二级空气压缩机4和液态空气储能二级空气压缩机6的具体类型，本发明不作任何限定。例如，上述各空气压缩机可以为活塞式、螺杆式或离心式等结构。且各空气压缩机组可以包括一台或多台空气压缩机。各空气压缩机可以串联、并联或集成为空气压缩机组。
同时，蓄冷器10可采用液相(甲醇、丙烷和r123等)、固相(金属、岩石和玻璃等)或相变蓄冷材料等中的一种或多种。液态或气态的空气与蓄冷介质直接或间接接触换热。且蓄冷器10可以设为一级或多级。多级蓄冷器可以串联或并联，或者相互组合成相应的组合结构。
另外，上述节流元件11包括但是不限于低温膨胀机。低温膨胀机可以为带液膨胀机或者纯液体膨胀机。上述液态空气储罐13包括但是不限于杜瓦罐或低温储槽。上述压缩空气储罐14可以使用高压容器。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，蓄冷器10还包括第六换热侧h6。预冷器3还包括第七换热侧h7。
其中，液态空气储罐13的气相空气出口与蓄冷器10的第六换热侧h6的入口连接。第六换热侧h6的出口与预冷器3的第七换热侧h7的入口连接。第七换热侧h7的出口与液态空气储能二级空气压缩机6的入口连接。
根据以上描述的实施例可知，经气液分离器12分离后的气相空气由气液分离器12的气相空气出口和第六换热侧h6的入口进入蓄冷器10内，为蓄冷器10提供冷量后由第六换热侧h6的出口和第七换热侧h7的入口进入预冷器3内进行预冷即将进入分子筛纯化装置5内的空气，之后由第七换热侧h7的出口汇入至液态空气储能二级空气压缩机6中被重新增压利用。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，液态空气存储单元还包括低温泵15。蓄冷器10还包括第八换热侧h8。压缩热存储利用装置9还包括第九换热侧h9。
其中，液态空气储罐13的出口与低温泵15的入口连接。低温泵15的出口与蓄冷器10的第八换热侧h8的入口连接。第八换热侧h8的出口与压缩热存储利用装置9的第九换热侧h9的入口连接。第九换热侧h9的出口与膨胀发电单元连接。
此处应当说明的是，对于低温泵15的具体结构本发明不作任何限定。例如，上述低温泵15可以为活塞式或者离心式结构。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，压缩空气储罐14的出口处连接有压缩空气排气总管29。蓄冷器10的第八换热侧h8通过第二压缩空气支管30与压缩空气排气总管29连接。第二压缩空气支管30上安装有第三流量控制阀16。
进一步，在本发明的一个实施例中，如图1所示，膨胀发电单元包括空气透平机组18和发电机g。
其中，压缩热存储利用装置9的第九换热侧h9的出口与空气透平机组18的进气口连接，空气透平机组18与发电机g连接。
例如，在本发明的一个实施例中，空气透平机组18可以为径流式、轴流式或径轴流式等结构。且空气透平机组18可以包括一台或多台空气透平机。多台空气透平机可以串联、并联或集成为空气透平机组18。
更进一步，在本发明的一个实施例中，如图1所示，该压缩空气与液态空气的联合储能发电系统还包括室内供冷单元。室内供冷单元包括供冷换热装置19。供冷换热装置19包括第十二换热侧h12和第十三换热侧h13。
其中，供冷换热装置19的第十二换热侧h12的入口与通过第三压缩空气支管31与压缩空气排气总管29连接。第三压缩空气支管31上安装有第四流量控制阀17。供冷换热装置19的第十二换热侧h12的出口与压缩热存储利用装置9的第九换热侧h9的入口连接。
其中，供冷换热装置19的第十三换热侧h13与室内制冷空调21连接，以形成室内供冷循环回路。室内供冷循环回路上安装有作为循环动力源的冷水泵20。
具体来讲，在液态空气存储单元的释能过程中，液态空气储罐13中的液态空气经低温泵15增压后由第八换热侧h8的入口进入蓄冷器10内，并将冷量存储至蓄冷器10内，复温后的空气由第九换热侧h9的入口进入压缩热存储利用装置9内被预热，经压缩热存储利用装置9预热后的空气由第九换热侧h9的出口进入膨胀发电单元中的空气透平机组18内进行膨胀做功，并驱动发电机g进行发电。
在压缩空气存储单元的释能的过程中，压缩空气储罐14中的压缩空气经压缩空气排气总管29后分为两条支路，分别为第二压缩空气支管30和第三压缩空气支管31。
其中，第二压缩空气支管30上设有第三流量控制阀16。第三流量控制阀16能够对压缩空气产生节流降温作用。降温后的压缩空气可以由第二压缩空气支管30进入蓄冷器10内为蓄冷器10的高温端提供冷量。随后，低温压缩空气经蓄冷器10复温后由第八换热侧h8的出口和第九换热侧h9的入口流至压缩热存储利用装置9内进行预热处理，预热后的空气由第九换热侧h9的出口进入膨胀发电单元中的空气透平机组18内进行膨胀做功，并驱动发电机g进行发电。
其中，第三压缩空气支管31上设有第四流量控制阀17。第四流量控制阀17能够对压缩空气产生节流降温作用。降温后的压缩空气能够由第十二换热侧h12流动至供冷换热装置19内为供冷换热装置19提供冷量。随后，低温压缩空气经供冷换热装置19复温后由第十二换热侧h12的出口和第九换热侧h9的入口流至压缩热存储利用装置9内进行预热处理，预热后的空气由第九换热侧h9的出口进入膨胀发电单元中的空气透平机组18内进行膨胀做功，并驱动发电机g进行发电。同时，供冷换热装置19的第十三换热侧h13与室内制冷空调21连接，以形成室内供冷循环回路。循环水能够在供冷换热装置19内换热降温，并在冷水泵20的驱动作用下为室内制冷空调21提供冷量。
第三流量控制阀16和第四流量控制阀17能够调节进入蓄冷器10和进入供冷换热装置19内的流量比例。工作人员可以根据蓄冷器10的冷量平衡需求来调节第三流量控制阀16和第四流量控制阀17的开度。
此处应当说明的是，在启动阶段，压缩空气储罐14中的高压空气经第三流量控制阀16或者第四流量控制阀17节流后稳定在恒定压力下并进入压缩热存储利用装置9内吸收热量进行预热，被预热后的压缩空气驱动空气透平机组18做功并带动发电机g发电。由此，能够提升联合储能发电系统的响应速度。与此同时，液态空气储罐13中的液态空气经低温泵15增压后先以小流量进入蓄冷器10内复温，并为蓄冷器10提供冷量。待蓄冷器10的温度达到稳定工况后再逐步增大液态空气的流量至额定值。液态空气将冷量存储至蓄冷器10的蓄冷介质内并被复温，被复温后的高压空气经过压缩热存储利用装置9预热后，同样进入空气透平机组18内做功并带动发电机g发电。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，压缩空气与液态空气的联合储能发电系统还包括室内供热单元。室内供热单元包括供热换热装置23。压缩热存储利用装置9还包括余热利用换热侧h15。供热换热装置23包括第十换热侧h10和第十一换热侧h11。
其中，供热换热装置23的第十换热侧h10与压缩热存储利用装置9的余热利用换热侧h15连接，以形成供热换热循环回路。供热换热循环回路上安装有作为循环动力源的供热风机22。
其中，供热换热装置23的第十一换热侧h11与室内制热空调25连接，以形成室内供热循环回路。室内供热循环回路上安装有作为循环动力源的热水泵24。
此处应当说明的是，上述供冷换热装置19和供热换热装置23可以为管壳式结构、板翅式结构或绕管式结构等中的一种或几种组合。
在室内供热过程中，供热换热装置23的第十换热侧h10与压缩热存储利用装置9的余热利用换热侧h15连接，以形成供热换热循环回路。由此，在供热风机22的驱动下，压缩热存储利用装置9中的余热能够为供热换热装置23提供热量。供热换热装置23的第十一换热侧h11与室内制热空调25连接，以形成室内供热循环回路。在热水泵24的驱动作用下，能够实现为室内制热空调25提供热量。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，供冷换热装置19还包括第十四换热侧h14。
其中，空气透平机组18的排气口与供冷换热装置19的第十四换热侧h14的入口连接。第十四换热侧h14的出口与室内换新风通道连通32。
通过这种结构设置，空气透平机组18的排气经第十四换热侧h14的入口进入供冷换热装置19内，能够被供冷换热装置19加热至常温之后由室内换新风通道32排出至室内，以为室内提供新鲜空气。
根据以上描述的实施例可知，在启动阶段，可以使压缩空气储能单元满负荷工作，由此，可实现系统的快速响应。液态空气储能单元逐步达到稳定运行阶段，逐步增大液态空气储能单元的发电功率至额定工况，最终使得液态空气储能单元成为主要储能发电部分。
通过调节第一流量控制阀8和第二流量控制阀7，能够灵活改变进入液态空气储能单元和压缩空气储能单元的气体流量，进而改变液态空气储能单元和压缩空气储能单元的发电功率。
压缩空气储能单元和液态空气储能单元共用一级空气压缩机组2、压缩热存储利用装置9和膨胀发电单元等，能够大大减少设备设施投资成本。
由压缩空气储罐14排出的压缩空气，可以经第三流量控制阀16的节流作用后为蓄冷器10提供冷量，也可以经第四流量控制阀17的节流作用后为供冷换热装置19提供冷量。
该联合储能发电系统同时还可以实现为室内制冷空调21供冷，为室内制热空调25供热和为室内换新风。由此，该联合储能发电系统能够同时实现供冷、供热、供新风和供电。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
1.一种压缩空气与液态空气的联合储能发电系统，其特征在于，包括：一级空气压缩机组(2)、压缩热存储利用装置(9)、压缩空气存储单元、液态空气存储单元和膨胀发电单元，
其中，所述一级空气压缩机组(2)的出口与所述压缩热存储利用装置(9)连接，以将压缩空气的热量存储至所述压缩热存储利用装置(9)内，所述压缩热存储利用装置(9)与所述压缩空气存储单元连接，以存储压缩空气，所述压缩热存储利用装置(9)与所述液态空气存储单元连接，以存储液态空气，所述压缩空气存储单元和所述液态空气存储单元均与所述膨胀发电单元连接，以实现压缩空气与液态空气联合发电。
2.根据权利要求1所述的压缩空气与液态空气的联合储能发电系统，其特征在于，所述压缩空气存储单元包括压缩空气储能二级空气压缩机(4)和压缩空气储罐(14)，所述压缩热存储利用装置(9)包括第一换热侧(h1)和第二换热侧(h2)，
其中，所述一级空气压缩机组(2)的出口与所述压缩热存储利用装置(9)的第一换热侧(h1)的入口连接，所述第一换热侧(h1)的出口处连接有压缩空气输送总管(26)，所述压缩空气储能二级空气压缩机(4)的入口通过第一压缩空气支管(27)与所述压缩空气输送总管(26)连接，并且，所述第一压缩空气支管(27)上安装有第一流量控制阀(8)，所述压缩空气储能二级空气压缩机(4)的出口与所述压缩热存储利用装置(9)的第二换热侧(h2)的入口连接，所述第二换热侧(h2)的出口与所述压缩空气储罐(14)的入口连接。
3.根据权利要求2所述的压缩空气与液态空气的联合储能发电系统，其特征在于，所述液态空气存储单元包括预冷器(3)、分子筛纯化装置(5)、液态空气储能二级空气压缩机(6)、蓄冷器(10)、节流元件(11)、气液分离器(12)和液态空气储罐(13)，所述压缩热存储利用装置(9)还包括第三换热侧(h3)，所述预冷器(3)包括第四换热侧(h4)，所述蓄冷器(10)包括第五换热侧(h5)，
其中，所述预冷器(3)的第四换热侧(h4)的入口通过液态空气支管(28)与所述压缩空气输送总管(26)连接，所述液态空气支管(28)上安装有第二流量控制阀(7)，所述预冷器(3)的第四换热侧(h4)的出口与所述分子筛纯化装置(5)的入口连接，所述分子筛纯化装置(5)的出口与所述液态空气储能二级空气压缩机(6)的入口连接，所述液态空气储能二级空气压缩机(6)的出口与所述压缩热存储利用装置(9)的第三换热侧(h3)的入口连接，所述第三换热侧(h3)的出口与所述蓄冷器(10)的第五换热侧(h5)的入口连接，所述第五换热侧(h5)的出口与所述节流元件(11)的入口连接，所述节流元件(11)的出口与所述气液分离器(12)的入口连接，所述气液分离器(12)的液态空气出口与所述液态空气储罐(13)的入口连接。
4.根据权利要求3所述的压缩空气与液态空气的联合储能发电系统，其特征在于，所述蓄冷器(10)还包括第六换热侧(h6)，所述预冷器(3)还包括第七换热侧(h7)，
其中，所述液态空气储罐(13)的气相空气出口与所述蓄冷器(10)的第六换热侧(h6)的入口连接，所述第六换热侧(h6)的出口与所述预冷器(3)的第七换热侧(h7)的入口连接，所述第七换热侧(h7)的出口与所述液态空气储能二级空气压缩机(6)的入口连接。
5.根据权利要求3所述的压缩空气与液态空气的联合储能发电系统，其特征在于，所述液态空气存储单元还包括低温泵(15)，所述蓄冷器(10)还包括第八换热侧(h8)，所述压缩热存储利用装置(9)还包括第九换热侧(h9)，
其中，所述液态空气储罐(13)的出口与所述低温泵(15)的入口连接，所述低温泵(15)的出口与所述蓄冷器(10)的第八换热侧(h8)的入口连接，所述第八换热侧(h8)的出口与所述压缩热存储利用装置(9)的第九换热侧(h9)的入口连接，所述第九换热侧(h9)的出口与所述膨胀发电单元连接。
6.根据权利要求5所述的压缩空气与液态空气的联合储能发电系统，其特征在于，所述压缩空气储罐(14)的出口处连接有压缩空气排气总管(29)，所述蓄冷器(10)的第八换热侧(h8)通过第二压缩空气支管(30)与所述压缩空气排气总管(29)连接，所述第二压缩空气支管(30)上安装有第三流量控制阀(16)。
7.根据权利要求6所述的压缩空气与液态空气的联合储能发电系统，其特征在于，所述膨胀发电单元包括空气透平机组(18)和发电机(g)，
其中，所述压缩热存储利用装置(9)的第九换热侧(h9)的出口与所述空气透平机组(18)的进气口连接，所述空气透平机组(18)与所述发电机(g)连接。
8.根据权利要求6所述的压缩空气与液态空气的联合储能发电系统，其特征在于，还包括室内供热单元，所述室内供热单元包括供热换热装置(23)，所述压缩热存储利用装置(9)还包括余热利用换热侧(h15)，所述供热换热装置(23)包括第十换热侧(h10)和第十一换热侧(h11)，
其中，所述供热换热装置(23)的第十换热侧(h10)与所述压缩热存储利用装置(9)的余热利用换热侧(h15)连接，以形成供热换热循环回路，所述供热换热循环回路上安装有作为循环动力源的供热风机(22)，
其中，所述供热换热装置(23)的第十一换热侧(h11)与室内制热空调(25)连接，以形成室内供热循环回路，所述室内供热循环回路上安装有作为循环动力源的热水泵(24)。
9.根据权利要求7所述的压缩空气与液态空气的联合储能发电系统，其特征在于，还包括室内供冷单元，所述室内供冷单元包括供冷换热装置(19)，所述供冷换热装置(19)包括第十二换热侧(h12)和第十三换热侧(h13)，
其中，所述供冷换热装置(19)的第十二换热侧(h12)的入口与通过第三压缩空气支管(31)与所述压缩空气排气总管(29)连接，所述第三压缩空气支管(31)上安装有第四流量控制阀(17)，所述供冷换热装置(19)的第十二换热侧(h12)的出口与所述压缩热存储利用装置(9)的第九换热侧(h9)的入口连接，
其中，所述供冷换热装置(19)的第十三换热侧(h13)与室内制冷空调(21)连接，以形成室内供冷循环回路，所述室内供冷循环回路上安装有作为循环动力源的冷水泵(20)。
10.根据权利要求9所述的压缩空气与液态空气的联合储能发电系统，其特征在于，所述供冷换热装置(19)还包括第十四换热侧(h14)，
其中，所述空气透平机组(18)的排气口与所述供冷换热装置(19)的第十四换热侧(h14)的入口连接，所述第十四换热侧(h14)的出口与室内换新风通道(32)连通。
11.根据权利要求1所述的压缩空气与液态空气的联合储能发电系统，其特征在于，还包括电动机(m)和空气过滤器(1)，所述电动机(m)与所述一级空气压缩机组(2)连接，以驱动所述一级空气压缩机组(2)工作，所述空气过滤器(1)的出口与所述一级空气压缩机组(2)的入口连接。
技术总结