【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及能源，具体涉及一种可再生能源发电与储能耦合系统及方法。
技术介绍
1、可再生能源的开发和利用。然而，可再生能源具有波动性、间歇性的特点，它的并网会给电网在调控运行，安全控制等方面带来不利影响。储能系统可与可再生能源发电联合应用，解决可再生能源发电并网问题，随着可再生能源发电规模的增大，其将成为支撑我国清洁能源发展的关键技术。目前储能方式有物理储能和化学储能，包括二氧化碳储能、飞轮储能和电池储能等。
2、探究可再生能源与储能系统的联合技术具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：如何提供一种新的可再生能源与储能系统的联合技术，本专利技术提供了解决上述问题的一种可再生能源发电与储能耦合系统及方法，提供了一套设计合理、运行稳定性高以及能源利用率高的太阳能、风能与 co2 储能、飞轮储能、电池储能的耦合系统。
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、一种可再生能源发电与储能耦合系统，包括太阳能熔盐吸热子系统、风能发电子系统、超临界 co2 储能子系统、飞轮储能子系统、电池储能子系统；所述太阳能熔盐吸热子系统包括定日镜、吸热器和热交换器；所述定日镜用于收集阳光加热吸热器；吸热器内用于容纳熔盐工质，吸热器的输出端与热交换器的热侧进口端通过管道连通；所述风能发电子系统包括风轮发电装置，所述风轮发电装置用于发电、且发出的电并入电网；所述超临界co2 储能子系统包括发电机、高压储罐、透平机、第一换热器、预冷器、低压储罐、压缩
4、本专利技术通过太阳能、风能等可再生能源与二氧化碳储能、飞轮储能、电池储能的耦合，当风轮发电装置发电高峰期时，超临界 co2 储能系统进入储能阶段；当风轮发电装置发电低谷期时，超临界 co2 储能系统进入释能阶段；电池储能系统和飞轮储能系统根据实际情况调整其储能和释能阶段，有效解决电网的波动性和间歇性问题，实现电网的安全运行。
5、进一步可选地，所述太阳能熔盐吸热子系统还包括热罐和冷罐；所述热罐设置在吸热器的输出端与热交换器的热侧进口端连通的管道上，热罐的输入端与吸热器的输出端连通，热罐的输出端与热交换器的热侧进口端连通；所述冷罐的输入端与热交换器的热侧出口端连通。
6、进一步可选地，还包括循环管道（001），所述循环管道（001）的两端分别与冷罐的输出端和吸热器的输入端连通。
7、进一步可选地，所述风能发电子系统还包括交流/交流变流器和变压器；所述风轮发电装置发出的电经交流/交流变流器变流、变压器变压后并入电网。
8、进一步可选地，所述高压储罐内用于存储co2 二元混合流体工质；co2 二元混合流体工质采用以 co2 为基底的二元混合工质，包括二氧化碳/丁烷二元混合流体工质、二氧化碳/丙烷二元混合流体工质和 co2/氙二元混合流体工质；其中，丁烷、丙烷、氙的摩尔质量比≤15%。
9、进一步可选地，所述超临界 co2 储能子系统还包括第一热罐和第二热罐；所述第一热罐的输出端与第一换热器冷侧进口端连通，第一热罐的输入端与第二换热器的热侧出口端连通；第二热罐的输出端与第二换热器的热侧进口端连通，第二热罐的输入端与第一换热器的冷侧出口端连通。
10、进一步可选地，还包括泵；在第一热罐与第一换热器冷侧进口端连通的管道上设置泵，在第二热罐与第二换热器连通的管道上设置泵。
11、进一步可选地，所述飞轮储能子系统还包括交流/交流变流器和变压器；飞轮储能子系统发出的电经交流/交流变流器变流、变压器变压后并入电网。
12、进一步可选地，所述电池储能子系统还包括直流/交流变流器和变压器；电池储能子系统放出的电经直流/交流变流器变流、变压器变压后并入电网。
13、上述的一种可再生能源发电与储能耦合系统的运行方法，包括：
14、对于飞轮储能子系统：在储能时，超临界 co2 储能子系统处于释能过程中，飞轮装置 接收来自发电机 的电能，驱动电机带动飞轮转动，完成电能到机械能转换的储存能量过程，能量储存在高速旋转的飞轮体中；在释能时，飞轮装置转动拖动电机发电，并入电网，完成机械能到电能转换的释放能量过程；
15、对于电池储能子系统：在储能时，超临界 co2 储能子系统处于释能过程中，电池装置接收来自发电机 的电能，完成电能到化学能转换的储存能量过程，能量储存在电池中；在释能时，电池放电并入电网，完成化学能到电能转换的释放能量过程。
16、二氧化碳储能系统为封闭式循环，是在压缩空气储能和 brayton 循环的基础上提出的，通过多级绝热压缩、等压加热、多级绝热膨胀和等压冷却等过程实现。二氧化碳储能系统不受地理条件限制，具有储能工质物性优良、系统性能稳定、流程设备紧凑、储能时间长、规模大等优势。co2 临界压力 7.38 mpa，临界温度 31.1 ℃，具有较好的热物性和环境友好性，化学稳性好，汽化潜热大，且价格低廉，无毒，不易燃，易于获取。然而采用单一组分 co2 作为循环工质存在系统运行压力高的问题，在 co2 中加入一定量制冷剂或惰性气体（如乙烷，丙烷，丁烷，r134a，r161, he, ne, xe）形成的以 co2 为基底的二元混合工质可有效调节co2 临界参数，提高系统循环效率。
17、飞轮储能是在双向电机配合下，实现动能和电能的互相转换，过程绿色环保，响应速度极快。
18、太阳能熔盐吸热系统和超临界二氧化碳布雷顿循环系统组成的联合系统，热电效率高于50%，连结上述太阳能熔盐吸热系统和超临界二氧化碳布雷顿循环系统的换热器是联合系统的核心部件之一，其高效稳定运行对耦合系统至关重要。传统管壳式换热器换热效率低，印刷电路板换热器（pche）不仅紧凑高效，轻巧牢固，还可以满足换热过程中高温（最高900 ℃）、高压（最高 60 mpa）、小温差换热（最低至 2 ℃）、泄露少、传热效率优良、传热面积密度高等各种要求。
19、本系统将太阳能、风能等可再生能源与二氧化碳储能、飞轮储能、电池储能结合，能有效平滑电网波动性，解决间歇性问题，实现电网安全运行。
20、本专利技术具本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可再生能源发电与储能耦合系统，其特征在于，包括太阳能熔盐吸热子系统、风能发电子系统、超临界 CO2 储能子系统、飞轮储能子系统、电池储能子系统；
2.根据权利要求1所述的一种可再生能源发电与储能耦合系统，其特征在于，所述太阳能熔盐吸热子系统还包括热罐（2）和冷罐（4）；所述热罐（2）设置在吸热器（1）的输出端与热交换器（3）的热侧进口端连通的管道上，热罐（2）的输入端与吸热器（1）的输出端连通，热罐（2）的输出端与热交换器（3）的热侧进口端连通；所述冷罐（4）的输入端与热交换器（3）的热侧出口端连通。
3.根据权利要求2所述的一种可再生能源发电与储能耦合系统，其特征在于，还包括循环管道（001），所述循环管道（001）的两端分别与冷罐（4）的输出端和吸热器（1）的输入端连通。
4.根据权利要求1所述的一种可再生能源发电与储能耦合系统，其特征在于，所述风能发电子系统还包括交流/交流变流器（18）和变压器（20）；所述风轮发电装置（22）发出的电经交流/交流变流器（18）变流、变压器（20）变压后并入电网。
5.根据权利要求1所
6.根据权利要求1所述的一种可再生能源发电与储能耦合系统，其特征在于，所述超临界 CO2 储能子系统还包括第一热罐（9）和第二热罐（12）；所述第一热罐（9）的输出端与第一换热器（11）冷侧进口端连通，第一热罐（9）的输入端与第二换热器（8）的热侧出口端连通；第二热罐（12）的输出端与第二换热器（8）的热侧进口端连通，第二热罐（12）的输入端与第一换热器（11）的冷侧出口端连通。
7.根据权利要求6所述的一种可再生能源发电与储能耦合系统，其特征在于，还包括泵（10）；在第一热罐（9）与第一换热器（11）冷侧进口端连通的管道上设置泵（10），在第二热罐（12）与第二换热器（8）连通的管道上设置泵（10）。
8.根据权利要求1所述的一种可再生能源发电与储能耦合系统，其特征在于，所述飞轮储能子系统还包括交流/交流变流器（18）和变压器（20）；飞轮储能子系统发出的电经交流/交流变流器（18）变流、变压器（20）变压后并入电网。
9.根据权利要求1所述的一种可再生能源发电与储能耦合系统，其特征在于，所述电池储能子系统还包括直流/交流变流器（19）和变压器（20）；电池储能子系统放出的电经直流/交流变流器（19）变流、变压器（20）变压后并入电网。
10.权利要求1至9任一项所述的一种可再生能源发电与储能耦合系统的运行方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种可再生能源发电与储能耦合系统，其特征在于，包括太阳能熔盐吸热子系统、风能发电子系统、超临界 co2 储能子系统、飞轮储能子系统、电池储能子系统；
2.根据权利要求1所述的一种可再生能源发电与储能耦合系统，其特征在于，所述太阳能熔盐吸热子系统还包括热罐（2）和冷罐（4）；所述热罐（2）设置在吸热器（1）的输出端与热交换器（3）的热侧进口端连通的管道上，热罐（2）的输入端与吸热器（1）的输出端连通，热罐（2）的输出端与热交换器（3）的热侧进口端连通；所述冷罐（4）的输入端与热交换器（3）的热侧出口端连通。
3.根据权利要求2所述的一种可再生能源发电与储能耦合系统，其特征在于，还包括循环管道（001），所述循环管道（001）的两端分别与冷罐（4）的输出端和吸热器（1）的输入端连通。
4.根据权利要求1所述的一种可再生能源发电与储能耦合系统，其特征在于，所述风能发电子系统还包括交流/交流变流器（18）和变压器（20）；所述风轮发电装置（22）发出的电经交流/交流变流器（18）变流、变压器（20）变压后并入电网。
5.根据权利要求1所述的一种可再生能源发电与储能耦合系统，其特征在于，所述高压储罐（15）内用于存储co2 二元混合流体工质；co2 二元混合流体工质采用以 co2 为基底的二元混合工质，包括二氧化碳/丁烷二元混合流体工质、二氧化碳/丙烷二元混合流体工质和 co2/氙二元混合流体工质...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨梅，雷钦，熊山文，杨慧琳，陈琳，徐奇峰，李光荣，彭期耀，廖帆，李敬德，
申请(专利权)人：成都师范学院，
类型：发明
国别省市：
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