一种水力恒压储释能系统技术方案

本发明专利技术公开了一种水力恒压储释能系统，包括：恒压储存罐，位于液面下且沿竖直方向上下移动，恒压储存罐具有进出气口和进出水口，所述进出气口通过管路和三通阀连通压气机和空气透平；第一电机，所述第一电机通过第一负载缆绳与恒压储存罐的上端连接；第二电机，所述第二电机通过第二负载缆绳与恒压储存罐的下端连接。本发明专利技术的水力恒压储释能装置利用水的静压特性，可以做到变容积储气与释气，为恒压储气与恒压释气的实现提供有效的技术保障，理论上可以达到最大化利用恒压储存罐内高压气体能量，减少能量浪费，并使压气机和空气透平在设计工况附近运行，极大提高了系统运行效率。

【技术实现步骤摘要】
一种水力恒压储释能系统
本专利技术涉及储能领域，尤其涉及一种水力恒压储释能系统。
技术介绍
近年来，我国可再生能源快速崛起。2015年风力发电量与太阳能发电量分别为168.06TWh、38.3TWh，二者在总发电量中占比3.67％；2018年风力发电量和太阳能发电量分别增至325.32TWh、89.45TWh，在总发电量中占比提高两个百分点。期间，风力发电量和太阳能发电量年均增长率为24.63％、32.67％，风/光总发电量年均增长率为26.20％。但由于可再生能源存在间歇性、能量密度低等问题，大规模并网会对电网稳定造成冲击，此外由于输电通道建设的滞后限制了可再生能源的消纳，为了解决该问题，国家明确提出推动储能系统与可再生能源协调运行。相较于传统的抽水储能，压缩空气储能是利用富余电力带动压气机压缩空气，将高压气体存储于储气室，并在用电高峰期将其释出推动空气透平膨胀作功，输出电能。压缩空气储能具有高密度、高效率、布置灵活等优势，是目前储能领域的研究热点之一。大规模压缩空气储能常选用废弃矿洞、岩洞等储存高压气体，在储释气过程中储气室压力不断变化，导致压气机和透平的工作点偏离设计工况，降低了系统效率；此外在释气的过程中随着储气室与环境压差的减小，最终储气室内会残留部分气体，造成能量浪费并减小了透平出力。水下压缩空气储能可以利用水的静压特性实现恒压储气与恒压释气，弥补传统定容变压储气系统的缺陷，提高系统运行效率，所以很有必要提出一种水力恒压储释能系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种水力恒压储释能系统，维持储气与释气过程中恒压储存罐内气体压力恒定，为促进新能源灵活高效消纳提供有效技术手段。根据本专利技术的第一方面实施例，提供一种水力恒压储释能系统，包括：恒压储存罐，位于液面下且沿竖直方向上下移动，恒压储存罐具有进出气口和进出水口，所述进出气口通过管路和三通阀连通压气机和空气透平；第一电机，所述第一电机通过第一负载缆绳与恒压储存罐的上端连接；第二电机，所述第二电机通过第二负载缆绳与恒压储存罐的下端连接。根据本专利技术第一方面实施例所述的水力恒压储释能系统，还包括设置在恒压储存罐上方的混凝土浮动基础平台，所述混凝土浮动基础平台的下端面安装有至少两根垂直导轨，所述恒压储存罐通过滑轮沿着垂直导轨在竖直方向移动。根据本专利技术第一方面实施例所述的水力恒压储释能系统，所述第一电机和第二电机固定在混凝土浮动基础平台的上端面，所述第二负载缆绳通过敷设于水底的静滑轮与恒压储存罐的下端连接。根据本专利技术第一方面实施例所述的水力恒压储释能系统，所述第一电机安装有用于检测第一负载缆绳角度的第一角度传感器，所述静滑轮安装有用于检测第二负载缆绳角度的第二角度传感器。根据本专利技术第一方面实施例所述的水力恒压储释能系统，所述恒压储存罐的上端面设有用于监测恒压储存罐内液面到水平面距离的雷达液位计。根据本专利技术第一方面实施例所述的水力恒压储释能系统，所述恒压储存罐的上端面和下端面分别设置两个提拉环，位于同一端面的两个提拉环对称设在其所在端面的两端。根据本专利技术第一方面实施例所述的水力恒压储释能系统，所述压气机和空气透平与同一动力装置连接，所述动力装置通过第一离合器与压气机连接，所述动力装置通过第二离合器与空气透平连接。根据本专利技术第一方面实施例所述的水力恒压储释能系统，所述动力装置为电动机和发电机一体机。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：1、本专利技术的水力恒压储释能装置利用水的静压特性，可以做到变容积储气与释气，为恒压储气与恒压释气的实现提供有效的技术保障，理论上可以达到最大化利用恒压储存罐内高压气体能量，减少能量浪费，并使压气机和空气透平在设计工况附近运行，极大提高了系统运行效率。2、对于海上风电而言，水下压缩空气储能可以就地利用海水环境，无需传统抽水储能建造上下水库的严苛地理条件要求，本专利技术的水力恒压储释能系统可以为促进新能源灵活高效消纳提供有效技术手段。3、本专利技术中可以实时读取雷达液位计和角度传感器的数据，实现水陆信息传递与共享，可以在多个远程终端设备进行数据监控，同时根据实时信息流对恒压储存罐进行平衡受力分析，负载缆绳力施加恒压储存罐作用力以保证恒压储存罐内液位维持恒定。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。图1是本专利技术实施例的结构示意图；图2是本专利技术实施例中恒压储存罐；图3是本专利技术实施例中智能调控平台的架构示意图；图4是本专利技术实施例中储能过程的恒压储气的过程图；图5是本专利技术实施例中释能过程的恒压释气的过程图。具体实施方式本部分将详细描述本专利技术的具体实施例，本专利技术之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本专利技术的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本专利技术保护范围的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。在本专利技术的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。本专利技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属
技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本专利技术中的具体含义。参照图1～图2，一种水力恒压储释能系统，包括电动机、发电机和能源回收装置，其中，能源回收装置为波浪能回收装置1、风力发电机2和太阳能电池板3等。恒压储存罐22，位于液面下且沿竖直方向上下移动，恒压储存罐22具有进出气口27和进出水口25，进出气口27安装有第一电动闸阀31，进出水口25安装有第二电动闸阀23和滤网24，所述进出气口27通过管路和三通阀13连通压气机8和空气透平9，电动机和压气机8连接，空气透平9和发电机连接，所述恒压储存罐22的上端面设有用于监测恒压储存罐22内液面到水平面距离的雷达液位计26；恒压储存罐22内部均匀涂有密封材料。第一电机16，所述第一电机16通过第一负载缆绳19与恒压储存罐22的上端连接，其中，第一电机16可以设置在液面以上，第一负载缆绳19直接与恒压储存罐22的上端连接，第一电机16可以设置在液面以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水力恒压储释能系统，其特征在于，包括：/n恒压储存罐，位于液面下且沿竖直方向上下移动，恒压储存罐具有进出气口和进出水口，所述进出气口通过管路和三通阀连通压气机和空气透平；/n第一电机，所述第一电机通过第一负载缆绳与恒压储存罐的上端连接；/n第二电机，所述第二电机通过第二负载缆绳与恒压储存罐的下端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种水力恒压储释能系统，其特征在于，包括：
恒压储存罐，位于液面下且沿竖直方向上下移动，恒压储存罐具有进出气口和进出水口，所述进出气口通过管路和三通阀连通压气机和空气透平；
第一电机，所述第一电机通过第一负载缆绳与恒压储存罐的上端连接；
第二电机，所述第二电机通过第二负载缆绳与恒压储存罐的下端连接。


2.根据权利要求1所述的水力恒压储释能系统，其特征在于：还包括设置在恒压储存罐上方的混凝土浮动基础平台，所述混凝土浮动基础平台的下端面安装有至少两根垂直导轨，所述恒压储存罐通过滑轮沿着垂直导轨在竖直方向移动。


3.根据权利要求2所述的水力恒压储释能系统，其特征在于：所述第一电机和第二电机固定在混凝土浮动基础平台的上端面，所述第二负载缆绳通过敷设于水底的静滑轮与恒压储存罐的下端连接。


4.根据权利要求3所述的水...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨承，范坤乐，王平，马晓茜，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44