本发明专利技术公开了一种液态空气储能发电系统及方法。该系统包括：压缩过滤蓄热单元，用于将空气转变为洁净的压缩空气并回收压缩热能；储能单元，用于通过多级冷却将洁净压缩空气液化并储存液态空气；发电单元用于对加压后的液态空气进行多级加热得到气态加压空气同时回收冷能，并利用压缩热能加热气态加压空气进而进行发电。本发明专利技术通过在储能阶段将盈余电能储存为液态空气并回收压缩热能，在释能阶段将液态空气加压后进行多级加热并回收冷能，利用储能阶段回收的压缩热能再次进行加热，进而进行发电，实现了由电能到压缩热的能量互换，提升了电能利用率和系统稳定性，弥补了可再生能源发电的间歇性和随机性缺点，同时提高了冷能的利用率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电能储存领域，更具体地，涉及一种液态空气储能发电系统及方法。
技术介绍
1、随着人口增长和工业化的发展，供电规模和用电需求量的冲突日渐明显，特别是当前中国主要以火电为主，化石能源用于发电带来的温室气体排放和环境污染问题越来越受到社会关注。可再生能源发电虽然可以很大程度上降低温室气体排放和环境污染问题，但是其本身的分布不均，随机性和间歇性等特点，会造成发电不稳定和用电高峰供电不足的问题。当电网发生故障时，局部地区会陷入供电危机，引发安全，生产和民生等方面的问题。一种稳定可靠的储能系统可以有效弥补可再生能源自身的不足，这类储能系统的开发具有显著的工程意义。
2、液空储能技术是一种提升电网稳定性的技术手段，液空储能技术在用电低谷用盈余的电能压缩液态空气，将电能以液态空气的形式储存；在用电高峰，气化液态空气，膨胀发电，释放液态空气中的能量，填补用电高峰的电能需求，规避可再生能源发电不稳定的问题。同时，液态空气是一种环境无害，无地理条件限制，具有高储能密度的储能介质。综上所述，这种储能发电方式弥补了可再生能源发电随机性、间歇性的不足，可以平稳波动，削峰填谷。但是目前液空储能技术仍处在起步阶段，技术并不成熟，相关技术仍需要进一步探索和完善。本专利技术提供了一种可实施的、转换率高、稳定可控的液空储能系统，具有广阔的工程前景。
3、公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提出一种液态空气储能发电系统及方法，实现将盈余电能储存为液态空气，同时回收压缩过程产生的压缩热能，在释能阶段中，对加压后液态空气进行冷回收，利用储能阶段回收的压缩热能加热完成冷回收的气态加压空气，进而使透平机组做工发电，实现了由电能到压缩热，再到电能的能量转换。
2、为实现上述目的，本专利技术提出了一种液态空气储能发电系统及方法。
3、根据本专利技术的第一方面，提出了一种液态空气储能发电系统，包括：
4、压缩过滤蓄热单元，用于对空气进行压缩得到压缩空气，并将所述压缩空气与蓄热介质进行热交换，得到吸热的所述蓄热介质；对完成热交换的所述压缩空气进行冷却后过滤，得到洁净压缩空气，并对所述洁净压缩空气进行再次压缩，进而与所述蓄热介质再次进行热交换；通过吸热的所述蓄热介质储存所述压缩空气或所述洁净压缩空气中的压缩热能；将完成最后一次热交换的所述洁净压缩空气进行冷却后输送到储能单元；
5、储能单元，用于通过多级冷却将完成所述冷却的所述洁净压缩空气液化，得到液态空气并进行储存；
6、发电单元，用于在释能阶段，通过对所述储能单元储存的所述液态空气进行加压使所述液态空气输入到所述发电单元，并通过在所述压缩过滤蓄热单元和所述储能单元的冷却过程中回收的释冷的冷却介质对加压后的所述液态空气进行多级加热，得到气态加压空气；通过吸热的所述蓄热介质中储存的所述压缩热能加热所述气态加压空气，进而通过完成加热的所述气态加压空气进行发电，并通过所述冷却介质在所述多级加热过程中回收冷能。
7、可选地，所述压缩过滤蓄热单元包括：
8、多个压缩换热模块，多个所述压缩换热模块依次连接，每个所述压缩换热模块用于对所述空气或前一个所述压缩换热模块输出的压缩空气进行压缩，并将每个所述压缩换热模块自身产生的压缩空气与所述蓄热介质进行热交换；
9、冷却过滤模块，设置于多个所述压缩换热模块之间，所述冷却过滤模块用于储存第一冷却介质，并将与所述冷却过滤模块前级连接的所述压缩换热模块输出的压缩空气与所述第一冷却介质进行热交换，得到释冷的所述第一冷却介质并进行储存；将完成所述热交换的所述压缩空气进行过滤；将完成所述过滤的所述压缩空气输送到与所述冷却过滤模块后级连接的所述压缩换热模块再次进行压缩换热；；
10、压缩末级水冷模块，所述压缩末级水冷模块的输入端与最后一个所述压缩换热模块的输出端相连接，用于通过冷却水对最后一个所述压缩换热模块输出的所述洁净压缩空气进行冷却；
11、蓄热介质储存模块，用于储存所述蓄热介质和吸热的所述蓄热介质，通过储存吸热的所述蓄热介质储存所述压缩热能。
12、可选地，所述储能单元包括：
13、预冷制冷模块，用于将所述压缩过滤蓄热单元输出的所述洁净压缩空气与第二冷却介质、液化冷却模块输出的第三冷却介质进行热交换，并储存释冷的所述第二冷却介质；对一部分完成所述热交换的所述洁净压缩空气进行膨胀制冷，得到膨胀空气；
14、液化冷却模块，用于将另一部分完成所述热交换的所述洁净压缩空气与第四冷却介质、所述第三冷却介质进行热交换，得到所述液态空气，并储存释冷的所述第四冷却介质；并对所述液化模块输出的所述液态空气进行膨胀减压冷却；
15、液态空气储存模块，用于储存完成所述膨胀减压冷却的所述液态空气；将所述膨胀空气与完成所述膨胀减压冷却的所述液态空气产生的蒸发气组成所述第三冷却介质依次输送到所述液化冷却模块和所述预冷制冷模块分别与另一部分完成所述热交换的所述洁净压缩空气和所述压缩过滤蓄热单元输出的所述洁净压缩空气进行热交换；
16、所述液化冷却模块的输入端与所述预冷制冷模块的输出端相连接，所述液态空气储存模块的输入端与所述液化冷却模块的输出端相连接，所述液态空气储存模块的低温降压空气输入端与所述预冷制冷模块的低温降压空气输出端相连接，所述液态空气储存模块的第三冷却介质输出端与所述液化冷却模块的第三冷却介质输入端相连接，所述液化冷却模块的第三冷却介质输出端与所述预冷制冷模块的第三冷却介质输入端相连接。
17、可选地，所述发电单元包括：
18、加压模块，用于用于对所述液态空气储存模块储存的液态空气进行加压后输送到第一冷能回收模块；
19、第一冷能回收模块，用于将释冷的所述第四冷却介质与加压后的所述液态空气进行热交换，加热所述液态空气得到气态加压空气，并通过释冷的所述第四冷却介质回收所述液态空气中的冷能；
20、第二冷能回收模块，用于将释冷的所述第二冷却介质与所述气态加压空气进行热交换，加热所述气态加压空气，并通过释冷的所述第二冷却介质回收所述气态加压空气中的冷能；
21、第三冷能回收模块，用于将释冷的所述第一冷却介质与完成所述热交换的所述气态加压空气再次进行热交换，再次加热所述气态加压空气，并通过释冷的所述第一冷却介质再次回收所述气态加压空气中的冷能；
22、若干个膨胀发电模块，每个所述膨胀发电模块包括1个空气膨胀预热模块和1个发电模块，所述空气膨胀预热模块的输出端与所述发电模块的输入端相连接，所有所述膨胀发电模块依次相连接；
23、所述空气膨胀预热模块用于将吸热的所述蓄热介质与完成所述多级加热的所述气态加压空气进行热交换；
24、所述发电模块用于通过在所述空气膨胀预热模块完成热交本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种液态空气储能发电系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的液态空气储能发电系统，其特征在于，所述压缩过滤蓄热单元包括：
3.根据权利要求2所述的液态空气储能发电系统，其特征在于，所述储能单元包括：
4.根据权利要求3所述的液态空气储能发电系统，其特征在于，所述发电单元包括：
5.根据权利要求4所述的液态空气储能发电系统，其特征在于，所述压缩换热模块包括：
6.根据权利要求5所述的液态空气储能发电系统，其特征在于，所述冷却过滤模块包括：
7.根据权利要求6所述的液态空气储能发电系统，其特征在于，所述蓄热介质储存模块包括：
8.根据权利要求7所述的液态空气储能发电系统，其特征在于，所述预冷制冷模块包括：
9.根据权利要求8所述的液态空气储能发电系统，其特征在于，所述液化冷却模块包括：
10.一种液态空气储能发电方法，应用于权利要求1-9任一项所述的液态空气储能系统，其特征在于，包括：
【技术特征摘要】
1.一种液态空气储能发电系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的液态空气储能发电系统，其特征在于，所述压缩过滤蓄热单元包括：
3.根据权利要求2所述的液态空气储能发电系统，其特征在于，所述储能单元包括：
4.根据权利要求3所述的液态空气储能发电系统，其特征在于，所述发电单元包括：
5.根据权利要求4所述的液态空气储能发电系统，其特征在于，所述压缩换热模块包括：
6.根据权利要求5所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李凤奇，李明，张健，冯玉婷，赵沛然，马琳，丁夷非，杨子健，
申请(专利权)人：中国石化工程建设有限公司，
类型：发明
国别省市：
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