本發(fā)明涉及一種儲(chǔ)能發(fā)電裝置,尤其是涉及用于滿(mǎn)足峰值負(fù)載調(diào)節(jié)的燃?xì)廨啓C(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
電力行業(yè)作為社會(huì)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是國(guó)家發(fā)展的命脈產(chǎn)業(yè)之一。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展，電力需求日益增長(zhǎng)，中國(guó)電力工業(yè)建設(shè)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。隨著科技進(jìn)步和社會(huì)需求的推動(dòng),電網(wǎng)正從傳統(tǒng)的輸、變、配電加速向以滿(mǎn)足社會(huì)資源優(yōu)化配置為主要功能的能量承載、能源博弈的平臺(tái)演化。能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的大背景下，隨著電力系統(tǒng)對(duì)安全、高效、穩(wěn)定運(yùn)行等條件的要求愈來(lái)愈高，我國(guó)電網(wǎng)的發(fā)展逐漸步入一個(gè)全新的階段——智能電網(wǎng)。因此，建設(shè)一個(gè)效能高、投資低、安全可靠、靈活應(yīng)變的智能電網(wǎng)已成為我國(guó)電網(wǎng)的發(fā)展方向。智能電網(wǎng)是一個(gè)集合了多種當(dāng)代先進(jìn)技術(shù)的復(fù)合系統(tǒng)，這些技術(shù)包括電力電子技術(shù)、信息技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)、傳感測(cè)量技術(shù)等，而儲(chǔ)能技術(shù)是其中至關(guān)重要的一環(huán)，它在智能電網(wǎng)中具有重要意義：1)可以有效地平滑負(fù)荷曲線和晝夜峰谷差，實(shí)現(xiàn)需求側(cè)管理；2)調(diào)節(jié)電網(wǎng)頻率，平抑負(fù)荷的波動(dòng)，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行；3)用戶(hù)側(cè)輔助電源，提高電能質(zhì)量和供電可靠性；4)優(yōu)化可再生能源的配置利用，促進(jìn)可再生能源開(kāi)發(fā)。壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)是目前較為廣泛應(yīng)用的一種儲(chǔ)能技術(shù)，其主要原理利用電力系統(tǒng)負(fù)荷低谷時(shí)段的剩余電力進(jìn)行壓縮空氣作業(yè)，并將其儲(chǔ)存于高壓密封設(shè)施內(nèi)，在負(fù)荷高峰時(shí)段釋放出來(lái)用以驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電。壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)具有成本低，安全性比較高，運(yùn)行可靠，壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)中典型的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，如200710098467.4的發(fā)明專(zhuān)利，包括壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣庫(kù)、燃燒室、燃?xì)廨啓C(jī)以及發(fā)電機(jī)；在電力負(fù)荷低谷時(shí)，利用電網(wǎng)電能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)壓縮空氣送入儲(chǔ)氣庫(kù)；在電力負(fù)荷高峰時(shí)，由儲(chǔ)氣庫(kù)釋放的壓縮空氣在燃燒室燃燒后的燃?xì)膺M(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，并將電能送入電網(wǎng)。但是，這種類(lèi)型的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，隨著儲(chǔ)氣庫(kù)內(nèi)壓縮空氣的排出，其氣壓逐漸降低，從而導(dǎo)致燃?xì)廨啓C(jī)的效率下降。作為現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)，200780031109.X提出了一種恒壓的壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，其儲(chǔ)氣罐包括通過(guò)液壓泵/發(fā)動(dòng)機(jī)單元連接的兩個(gè)儲(chǔ)氣罐，兩個(gè)儲(chǔ)氣罐之間設(shè)置存儲(chǔ)水，通過(guò)液壓泵控制存儲(chǔ)水在兩個(gè)儲(chǔ)氣罐之間流動(dòng)，從而改變排氣儲(chǔ)氣罐的體積以保證壓強(qiáng)穩(wěn)定，從而保證了燃?xì)廨啓C(jī)的效率穩(wěn)定。但是，該改進(jìn)的技術(shù)方案中，由于在儲(chǔ)氣罐中引入了存儲(chǔ)水，其在排氣過(guò)程中可能揮發(fā)，從而增加壓縮空氣的水分，導(dǎo)致下游燃?xì)廨啓C(jī)、換熱器、管道系統(tǒng)或者儀器由于水分導(dǎo)致的腐蝕或者退化。為了解決上述問(wèn)題，申請(qǐng)人提出了改進(jìn)的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的發(fā)明，在恒壓儲(chǔ)氣罐的壓縮空氣和儲(chǔ)存水界面之間設(shè)置固態(tài)或者液體的密封隔絕層，從而減小了儲(chǔ)存水的揮發(fā)，降低對(duì)于后續(xù)部件的影響。但是空氣儲(chǔ)能中的空氣在壓縮過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，盡管在壓縮機(jī)后設(shè)置了冷卻器用于給壓縮空氣降溫，但是在第二儲(chǔ)氣罐中的空氣在儲(chǔ)能時(shí)被壓縮也會(huì)升溫，而升溫后的空氣的熱量傳遞給儲(chǔ)存水會(huì)造成儲(chǔ)存水的揮發(fā)加快，從而可能對(duì)于后續(xù)部件產(chǎn)生影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
作為本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種壓縮空氣能量?jī)?chǔ)存發(fā)電系統(tǒng)，包括：壓縮機(jī)，其在儲(chǔ)能時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)并將常壓空氣進(jìn)行壓縮；第一儲(chǔ)存罐，其為恒壓儲(chǔ)氣裝置，設(shè)置由空氣入口以及空氣出口，通過(guò)空氣入口能夠接受壓縮機(jī)的壓縮空氣，通過(guò)空氣出口能夠?qū)嚎s空氣排出；第二儲(chǔ)存罐，其為變壓儲(chǔ)氣裝置，通過(guò)連通管路與所述第一儲(chǔ)存罐相連通；在所述第一儲(chǔ)存罐和第二儲(chǔ)存罐中容納有儲(chǔ)存水，從而使得所述第二儲(chǔ)存罐是氣密性密封的；液壓泵/發(fā)動(dòng)機(jī)單元，其設(shè)置于所述連通管路，根據(jù)所述第一儲(chǔ)存罐的壓力操作所述液壓泵/發(fā)動(dòng)機(jī)單元，從而使所述第一儲(chǔ)存罐保持恒壓；發(fā)電機(jī)，其利用第一儲(chǔ)存罐排出的壓縮空氣和燃料燃燒后的燃燒氣體來(lái)驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)，并通過(guò)該渦輪機(jī)的驅(qū)動(dòng)而發(fā)電；在所述第二儲(chǔ)存罐內(nèi)設(shè)置換熱管，通過(guò)所述換熱管能夠?qū)⑺龅诙?chǔ)存罐內(nèi)的空氣降溫。優(yōu)選的，所述換熱管與冷卻介質(zhì)輸送器相通，能夠通過(guò)所述冷卻介質(zhì)輸送器向所述換熱管輸送冷卻介質(zhì)，從而降低第二儲(chǔ)存罐內(nèi)空氣的溫度。優(yōu)選的，所述冷卻介質(zhì)為空氣或者水。優(yōu)選的，當(dāng)所述壓縮空氣能量?jī)?chǔ)存發(fā)電系統(tǒng)在用電波谷儲(chǔ)能時(shí)，開(kāi)啟所述冷卻介質(zhì)輸送器，通過(guò)換熱管將所述第二儲(chǔ)存罐內(nèi)的空氣降溫；當(dāng)所述壓縮空氣能量?jī)?chǔ)存發(fā)電系統(tǒng)在用電波峰發(fā)電時(shí)，關(guān)閉所述冷卻介質(zhì)輸送器。優(yōu)選的，所述換熱管包括第一換熱管和第二換熱管；所述第一換熱管設(shè)置于所述第二儲(chǔ)存罐的高于中部的位置，所述第二換熱管設(shè)置于所述第二儲(chǔ)存罐的靠近頂部的位置；所述第一換熱管和第二換熱管分別通過(guò)第一閥門(mén)和第二閥門(mén)與所述冷卻介質(zhì)輸送器相通。優(yōu)選的，所述第二儲(chǔ)存罐內(nèi)設(shè)置水位高度傳感器，用于監(jiān)測(cè)所述第二儲(chǔ)存罐內(nèi)的儲(chǔ)存水高度。優(yōu)選的，所述壓縮空氣能量?jī)?chǔ)存發(fā)電系統(tǒng)在用電波谷儲(chǔ)能時(shí)，通過(guò)所述水位高度傳感器監(jiān)測(cè)所述第二儲(chǔ)存罐內(nèi)的儲(chǔ)存水高度，當(dāng)儲(chǔ)存水高度低于所述第一換熱管最低高度時(shí)，保持所述第一閥門(mén)和第二閥門(mén)開(kāi)啟；當(dāng)存儲(chǔ)水高于所述第一換熱管最高高度時(shí)，關(guān)閉所述第一閥門(mén)，保持所述第二閥門(mén)開(kāi)啟。作為本發(fā)明的另外一個(gè)方面，提供一種智能電網(wǎng)電力負(fù)荷儲(chǔ)能調(diào)度系統(tǒng)，其包括上述的壓縮空氣能量?jī)?chǔ)存發(fā)電系統(tǒng)。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的壓縮空氣能量?jī)?chǔ)存發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的壓縮空氣能量?jī)?chǔ)存發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。具體實(shí)施方式此處已經(jīng)根據(jù)特定的示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)在不脫離本發(fā)明的范圍下進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶鎿Q或修改將是顯而易見(jiàn)的。示例性的實(shí)施例僅僅是例證性的，而不是對(duì)本發(fā)明的范圍的限制，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求定義。本發(fā)明第一實(shí)施例的壓縮空氣能量?jī)?chǔ)存發(fā)電系統(tǒng)，參見(jiàn)圖1，包括壓縮機(jī)1，冷卻器2，第一儲(chǔ)存罐3，液壓泵/發(fā)動(dòng)機(jī)單元4，第二儲(chǔ)存罐5，除濕裝置6，換熱器7，燃燒室8，燃?xì)廨啓C(jī)9以及發(fā)電機(jī)10。壓縮機(jī)1將外部空氣進(jìn)行壓縮從而存儲(chǔ)電力，在用電負(fù)荷低谷時(shí)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)利用低谷電驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)1運(yùn)轉(zhuǎn)，從而將能量存儲(chǔ)在壓縮空氣中。壓縮機(jī)1可以是單個(gè)壓縮機(jī)或者包括多級(jí)壓縮機(jī)的壓縮機(jī)組?？諝庠诒粔嚎s后溫度升高，冷卻器2用于將升溫后的空氣降溫，從而壓入壓縮空氣存儲(chǔ)罐。壓縮空氣存儲(chǔ)罐包括第一儲(chǔ)存罐3、液壓泵/發(fā)動(dòng)機(jī)單元4以及第二儲(chǔ)存罐5。第一儲(chǔ)存罐3和第二儲(chǔ)存罐5為剛性容器，同時(shí)壓縮空氣存儲(chǔ)罐中容納有儲(chǔ)存水，其通過(guò)第二儲(chǔ)存罐5和第一儲(chǔ)存罐3之間壓力差或者液壓泵驅(qū)動(dòng)，從而能夠在第二儲(chǔ)存罐5和第一儲(chǔ)存罐3之間流動(dòng)，保持第一儲(chǔ)存罐3的壓力恒定。第一儲(chǔ)存罐3具有壓縮空氣入口31以及壓縮空氣出口32。在用電波谷儲(chǔ)能階段，在第一儲(chǔ)存罐3通過(guò)壓縮空氣入口31接收壓縮空氣時(shí)，液壓泵使用波谷電作為液壓發(fā)動(dòng)機(jī)的能量來(lái)源，將儲(chǔ)存水輸送到第二儲(chǔ)存罐5中，從而增加第一儲(chǔ)存罐3中的容納壓縮空氣體積，保持第一儲(chǔ)存罐3中的壓強(qiáng)不變。在用電波峰釋能階段，在第一儲(chǔ)存罐3通過(guò)壓縮空氣出口32排出壓縮空氣，通過(guò)第二儲(chǔ)存罐5以及第一儲(chǔ)存罐3之間的壓力差，將儲(chǔ)存水輸送到第一儲(chǔ)存罐3中，從而減小第一儲(chǔ)存罐3中的容納壓縮空氣體積，保持第一儲(chǔ)存罐3中的壓強(qiáng)不變；儲(chǔ)存水在移動(dòng)過(guò)程中同時(shí)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)電?？梢酝ㄟ^(guò)監(jiān)測(cè)第一儲(chǔ)存罐3內(nèi)的空氣壓強(qiáng)，從而控制液壓泵/發(fā)動(dòng)機(jī)單元4。換熱管11設(shè)置通過(guò)第二儲(chǔ)存罐5，通過(guò)換熱管11能夠?qū)⑺龅诙?chǔ)存罐內(nèi)的空氣降溫。換熱管11與冷卻介質(zhì)輸送器12相通，能夠通過(guò)冷卻介質(zhì)輸送器12向第二儲(chǔ)存罐5輸送冷卻介質(zhì)，該冷卻介質(zhì)能夠通過(guò)換熱管與儲(chǔ)存罐內(nèi)空氣換熱，從而能夠降低第二儲(chǔ)存罐內(nèi)空氣的溫度。冷卻介質(zhì)可以是水或者空氣，當(dāng)冷卻介質(zhì)為水時(shí)，冷卻介質(zhì)輸送器12可以是輸送泵，當(dāng)冷卻介質(zhì)為空氣時(shí)，冷卻介質(zhì)輸送器12可以是例如鼓風(fēng)泵。在波谷儲(chǔ)能時(shí)，第二儲(chǔ)存罐5內(nèi)的空氣受到壓縮從而溫度升高，開(kāi)啟冷卻介質(zhì)輸送器12，通過(guò)換熱管11將第二儲(chǔ)存罐5內(nèi)的空氣降溫；當(dāng)壓縮空氣能量?jī)?chǔ)存發(fā)電系統(tǒng)在用電波峰發(fā)電時(shí)，關(guān)閉冷卻介質(zhì)輸送器。在波峰發(fā)電時(shí)，換熱器7分別與壓縮空氣流路和燃?xì)廨啓C(jī)的乏氣輸出流路相通，在其中通過(guò)燃?xì)廨啓C(jī)的輸出乏氣對(duì)壓縮空氣進(jìn)行加熱，從而提高燃燒室的效率。燃燒室8設(shè)置于換熱器7之后，壓縮空氣與燃料在燃燒室8中進(jìn)行燃燒，從而輸出燃?xì)狻］敵鋈細(xì)獗惠斔偷饺細(xì)廨啓C(jī)9，驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)9使與其耦合的發(fā)電機(jī)10進(jìn)行發(fā)電。為了進(jìn)一步去除壓縮空氣中的水分，可以在壓縮空氣能量?jī)?chǔ)存發(fā)電系統(tǒng)中設(shè)置除濕裝置6。除濕裝置6設(shè)置于第一儲(chǔ)存器3的空氣出口32的后端管路，用于進(jìn)一步去除壓縮空氣中的水分，從而保證后續(xù)部件不受水分影響。除濕裝置6可以使用包括干燥劑或者乙二醇中的至少一種；可選的，除濕裝置6包括冷凝器，通過(guò)冷凝的方式去除壓縮空氣中的水分。優(yōu)選的，可以在第一儲(chǔ)存器3的壓縮空氣界面和儲(chǔ)存水界面之間設(shè)置隔絕層，從而減少儲(chǔ)存水的揮發(fā)。隔絕層可以是固體隔絕層或者液體隔絕層。固體隔絕層為能夠沿著第一儲(chǔ)存器3軸線上下自由移動(dòng)的隔絕元件，其可以設(shè)置為“工”形，底部為密封件，優(yōu)選的可以在隔絕元件的密封低件上設(shè)置絕熱層。本發(fā)明優(yōu)選的第二實(shí)施例參見(jiàn)圖2，具體的，該實(shí)施例中，換熱管包括第一換熱管111和第二換熱管112。第一換熱管111設(shè)置于所述第二儲(chǔ)存罐5的高于中部的位置，第二換熱管112設(shè)置于第二儲(chǔ)存罐5的靠近頂部的位置。第一換熱管111和第二換熱管112分別通過(guò)第一閥門(mén)13和第二閥門(mén)14與冷卻介質(zhì)輸送器12相通。第二儲(chǔ)存罐5內(nèi)設(shè)置水位高度傳感器，用于監(jiān)測(cè)第二儲(chǔ)存罐5內(nèi)的儲(chǔ)存水高度。第二實(shí)施例中，壓縮空氣能量?jī)?chǔ)存發(fā)電系統(tǒng)在用電波谷儲(chǔ)能時(shí)，通過(guò)水位高度傳感器監(jiān)測(cè)第二儲(chǔ)存罐5內(nèi)的儲(chǔ)存水高度，當(dāng)儲(chǔ)存水高度低于第一換熱管111最低高度時(shí)，保持第一閥門(mén)13和第二閥門(mén)14開(kāi)啟；在儲(chǔ)能時(shí)，儲(chǔ)存水的水位高度升高，當(dāng)儲(chǔ)存水高于第一換熱管111最高高度例如圖2中的水位15中，關(guān)閉第一閥門(mén)13，保持第二閥門(mén)14開(kāi)啟。通過(guò)第二實(shí)施例中的設(shè)置，避免了在儲(chǔ)能時(shí)由于儲(chǔ)存水淹沒(méi)換熱管導(dǎo)致對(duì)于第二儲(chǔ)存罐中的壓縮空氣的降溫性能降低。以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，應(yīng)視為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。