【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及压缩空气储能系统领域，特别是涉及一种全段补气式压缩空气储能系统及运行方式。
技术介绍
1、近年来，随着节能减排和可再生能源的高比例接纳，新能源供能水平不足、余电浪费等问题突出，所以压缩空气储能系统得到了越来越广泛的应用，通过压缩空气储存多余的电能，在需要的时候，将高压空气释放通过膨胀机做功发电，能够有效的满足可再生能源大规模接入后，对电力系统和区域能源系统效率、安全性和经济性的迫切需要。
2、现有的压缩空气储能系统的储能装置都是采用的地下洞穴储气方式，对地理条件要求较高，难以实现大范围的推广，一旦出现漏气也很难监测，同时地下洞穴岩石层地质环境复杂，运行的安全稳定性难以保障，只能在较小压力范围内运行，当压力低于膨胀机额定工作功率的时候，膨胀机不能满足最大功率运行，会导致发电效率降低，系统整体能效下降，这种情况一般会采用补气的方式来提升膨胀机入口流量，这样就不可避免的需要增加一套补气压缩机设备，会极大的提高整个系统的建设成本，进而增加运维成本。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提供了一种全段补气式压缩空气储能系统及运行方式，可以实现分批采气、对膨胀机进行全段补气，可以充分利用储气资源，提高系统整体的运行效率。
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种全段补气式压缩空气储能系统，包括压缩空气储气模块，与压缩空气储气模块出口连接的膨胀做功模块，与压缩空气储气模块入口连接的空气压缩模块，所述压缩空气储气模块与空气压缩模块之间设置多级冷
4、每个所述储气管的入口处设置注气阀，出口处设置压力传感器和出气阀。
5、所述多级加热器与多级冷却器之间设置储冷罐与储热罐，所述储冷罐的出口与多级加热器的换热介质入口连通，所述储冷罐的入口与多级加热器的换热介质出口连通，所述储热罐的出口与多级加热器的换热介质入口连通，所述储热罐的入口与多级冷却器的换热介质出口连通。
6、所述空气压缩模块包括串联的对应多级冷却器级数的压缩机，每个所述压缩机出口连接一个冷却器。
7、所述膨胀做功模块包括串联的对应多级加热器级数的膨胀机，每个所述膨胀机入口连接一个加热器。
8、所述压缩空气储气模块与多级加热器之间设置主流气分配装置和补气分配装置，每个所述储气管出口处的出气阀为三通阀，所述出气阀与储气管、主流气分配装置、补气分配装置均连通，所述主流气分配装置、补气分配装置的出口与膨胀做功模块连通。
9、所述系统还包括控制器，所述控制器与每个储气管的注气阀、压力传感器、出气阀、主流气分配装置、补气分配装置信号连接。
10、所述储气管为钢管。
11、一种全段补气式压缩空气储能系统，运行方式如下：
12、s1、注气阶段，空气压缩模块为压缩空气储气模块注入高压空气，当储气管压力达到第一设定压力，停止注气；
13、s2、采气第一工作阶段，压缩空气储气模块各个储气管依次作为主流气管为膨胀做功模块供气，当所有储气管压力达到第二设定压力，进入采气第二工作阶段；
14、s3、采气第二工作阶段，压缩空气储气模块划分为主流气管组与补气管组，主流气管组作为主流气管为膨胀做功模块供气，补气管组作为补气管为膨胀做功模块补气，当主流气管组压力达到第三设定压力，停止采气。
15、本专利技术的有益效果是：
16、1、采用多节并联式储气管作为压缩空气储能系统的储气装置，存储压力高，密封性好，能够灵活安装布置，不受特殊地理条件限制，便于集成管网形成规模，同时，各节钢管采用独立并联式安装，能够进行定点筛排故障、诊断维修以及更换装置，降低系统维护成本，减少存在的安全隐患；
17、2、运行方法采用同时注气、分批采气的运行方法，系统释能时，通过两个采气工作阶段，能够实现膨胀模块的全段补气，增强系统膨胀机的变压力工况运行能力，维持其在额定工作条件下稳定运行，保证发电机全时段满发，提高系统运行效率；
18、3、压缩空气储系统的储气模块，通过控制模块的变工况调控，能够实现系统自补气的运行状态，无需建设额外补气压缩机，可以充分利用储气管内高压空气压力能，可以降低建设成本。
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1.一种全段补气式压缩空气储能系统，包括压缩空气储气模块，与压缩空气储气模块出口连接的膨胀做功模块，与压缩空气储气模块入口连接的空气压缩模块，其特征在于，所述压缩空气储气模块与空气压缩模块之间设置多级冷却器，所述压缩空气储气模块与膨胀做功模块之间设置多级加热器，所述压缩空气储气模块包括多个并联的储气管，每个所述储气管的进口与空气压缩模块出口连接，每个所述储气管的出口与膨胀做功模块的入口连接；
2.根据权利要求1所述的一种全段补气式压缩空气储能系统，其特征在于，所述多级加热器与多级冷却器之间设置储冷罐与储热罐，所述储冷罐的出口与多级加热器的换热介质入口连通，所述储冷罐的入口与多级加热器的换热介质出口连通，所述储热罐的出口与多级加热器的换热介质入口连通，所述储热罐的入口与多级冷却器的换热介质出口连通。
3.根据权利要求1所述的一种全段补气式压缩空气储能系统，其特征在于，所述空气压缩模块包括串联的对应多级冷却器级数的压缩机，每个所述压缩机出口连接一个冷却器。
4.根据权利要求1所述的一种全段补气式压缩空气储能系统，其特征在于，所述膨胀做功模块包括串联
5.根据权利要求1所述的一种全段补气式压缩空气储能系统，其特征在于，所述压缩空气储气模块与多级加热器之间设置主流气分配装置和补气分配装置，每个所述储气管出口处的出气阀为三通阀，所述出气阀与储气管、主流气分配装置、补气分配装置均连通，所述主流气分配装置、补气分配装置的出口与膨胀做功模块连通。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种全段补气式压缩空气储能系统，其特征在于，所述系统还包括控制器，所述控制器与每个储气管的注气阀、压力传感器、出气阀、主流气分配装置、补气分配装置信号连接。
7.根据权利要求1所述的一种全段补气式压缩空气储能系统，其特征在于，所述储气管为钢管。
8.根据权利要求1-5任意一项所述的一种全段补气式压缩空气储能系统，其特征在于，运行方式如下：
...【技术特征摘要】
1.一种全段补气式压缩空气储能系统，包括压缩空气储气模块，与压缩空气储气模块出口连接的膨胀做功模块，与压缩空气储气模块入口连接的空气压缩模块，其特征在于，所述压缩空气储气模块与空气压缩模块之间设置多级冷却器，所述压缩空气储气模块与膨胀做功模块之间设置多级加热器，所述压缩空气储气模块包括多个并联的储气管，每个所述储气管的进口与空气压缩模块出口连接，每个所述储气管的出口与膨胀做功模块的入口连接；
2.根据权利要求1所述的一种全段补气式压缩空气储能系统，其特征在于，所述多级加热器与多级冷却器之间设置储冷罐与储热罐，所述储冷罐的出口与多级加热器的换热介质入口连通，所述储冷罐的入口与多级加热器的换热介质出口连通，所述储热罐的出口与多级加热器的换热介质入口连通，所述储热罐的入口与多级冷却器的换热介质出口连通。
3.根据权利要求1所述的一种全段补气式压缩空气储能系统，其特征在于，所述空气压缩模块包括串联的对应多级冷却器级数的压缩机，每个所述压缩机出口连接一个冷却器。...
【专利技术属性】
技术研发人员：敬佳佳，王树历，王国荣，黄泽奇，马建国，肖雄，王金忠，邓勇刚，陈文斌，张峻浩，明祥贵，任路，邹继龙，陈祖元，凌梓聪，李永禧，陈云，包蕾，陈燕，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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