【技術實現步驟摘要】
：本專利技術涉及清潔生產，特別涉及固體蓄熱與補熱型二氧化碳儲能一體化運行系統。
技術介紹
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技術介紹
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1、隨著我國提出構建以新能源為主的新型電力系統，各地區的可再生能源發展迅速，特別是非水可再生能源出現快速增長態勢，電源結構中可再生能源裝機比例不斷提高。由于風電、光伏等非水可再生能源具有隨機性、間歇性和波動性特點，其運行過程中的不確定性給電網的可靠運行帶來挑戰，如潮流變化、線路擁塞、電壓閃變等，電力系統清潔化、現代化發展面臨較多問題。
2、目前電網常用的調峰調頻手段是水電和火電，水電由于受水資源建設條件制約，應用范圍局限，建成后容易受豐水期、枯水期等季節性變化影響，調節范圍及效果有限；火電由于響應時滯長、爬坡速率低等問題，調節延遲性影響了調節效果及電網安全穩定運行，而且隨著我國“碳達峰、碳中和”目標的推進，火電在電源結構中的比重逐步降低。在構建以新能源為主的新型電力系統進程中，亟需在電網中增加新型儲能設施與調峰手段。儲能設施主要服務于區域電網的調峰與運行，儲能設施根據系統內風、光等電源及用電負荷特性，通過智能控制實現聯合優化運行，高度參與網內調峰、調頻和緊急電力支撐。
3、電力儲能技術種類繁多、特點各異，選擇儲能技術依據以下因素：能量密度、功率密度、充放電倍率、響應時間、充放電效率、衰減速度、設備壽命(年)或充放電次數、技術成熟度、經濟因素(投資成本、運行和維護費用)、安全和環境方面的考慮。
4、儲能電站應具備響應速度快、能量密度高、便于集成、循環次數多等特點，壓縮空氣儲能在運
5、壓縮氣體儲能系統的壓縮階段，同等溫度與同等壓力下，若氣體密度越大，同等體積的儲罐的儲能密度更高，傳統壓縮氣體儲能的介質為空氣，常壓下空氣密度為1.25kg/m3，即使在10mpa高壓下密度也只有100kg/m3左右，為了進一步減小儲罐體積，可以采用相變的方式，將氣體液化，使儲能氣體介質的密度大大增加，體積大大減少，根據空氣的物理性質，若使膨脹機出口的空氣液化，需要將溫度低于78.6k(-196.5℃)時，但是，空氣液化過程會導致能量的大量增加消耗，且對制冷壓縮機的要求較高，因此，采用密度更大、沸點更低的氣體替代空氣，可提高系統的儲能密度，降低壓縮制冷的技術難度。二氧化碳的相對分子質量(44)大于空氣的平均相對分子質量(29)，同等壓力、同等溫度下，二氧化碳氣體的密度大于空氣，且二氧化碳的沸點(-56.55℃)高于空氣混合氣體的沸點(-196.5℃)，式替代空氣作為壓縮氣體儲能的理想介質。
技術實現思路
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技術實現思路
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1、本專利技術的目的在于提供一種固體蓄熱與補熱型二氧化碳儲能一體化運行系統，本專利技術最大創新點是首次將透平及發電機與固體蓄熱設備一體化設計，增加了系統效率的同時提高了系統設備的緊湊性，減少了壓縮氣體釋能過程中的熱損失；同時，本次申請首次將電儲熱設施用于壓縮氣體儲能的補熱系統，實現固體熱能與氣體內能的雙儲存，并最終全部轉換為電能的釋放。本次申請將壓縮氣體釋能過程中的氣體加熱方式由單一的回收壓縮熱加熱方式，增加為回收熱與固體蓄熱共同提供，并由固體蓄熱裝置提供高位熱能，大大增加壓縮氣體的膨脹做功能力，從而提高整個壓縮氣體儲能系統的能量轉化效率。
2、本專利技術由如下技術方案實施：固體蓄熱與補熱型二氧化碳儲能一體化運行系統，其包括風力發電單元、光伏發電單元、二氧化碳壓縮單元、固體蓄熱與二氧化碳透平一體化發電單元和配電網；所述風力發電單元的輸出端、所述光伏發電單元的輸出端及所述固體蓄熱與二氧化碳透平一體化發電單元的電力輸出端分別與所述配電網的電力輸入端電連接，所述二氧化碳壓縮單元的用電設備和所述固體蓄熱與二氧化碳透平一體化發電單元的用電設備分別與所述配電網的輸出端電連接；所述二氧化碳壓縮單元的二氧化碳輸出端與所述固體蓄熱與二氧化碳透平一體化發電單元的二氧化碳輸入端通過管路連接，所述固體蓄熱與二氧化碳透平一體化發電單元的二氧化碳輸出端與所述二氧化碳壓縮單元的二氧化碳輸入端通過管路連接。
3、進一步地，所述二氧化碳壓縮單元包括壓縮單元熱量回收器、二氧化碳高壓儲罐、冷罐、熱罐和若干個串聯的壓縮機；每個壓縮機的二氧化碳輸出端與對應的一個熱交換器的二氧化碳輸入端通過管路連接，沿二氧化碳輸送方向最后一個熱交換器的二氧化碳輸出端與所述壓縮單元熱量回收器的二氧化碳輸入端連通，所述壓縮單元熱量回收器的二氧化碳輸出端與所述二氧化碳高壓儲罐的進口連通，其余的各熱交換器的二氧化碳輸出端沿二氧化碳輸送方向與對應的下一個壓縮機的二氧化碳輸入端連通，第一個壓縮機的二氧化碳輸入端與所述固體蓄熱與二氧化碳透平一體化發電單元的二氧化碳低壓儲罐的出口連通；所述冷罐的蓄熱介質輸出端與最后一個熱交換器的蓄熱介質輸入端通過管路連接，每相鄰兩個所述熱交換器的蓄熱介質輸入與輸出端相互連通，第一個熱交換器的蓄熱介質輸出端與所述熱罐的蓄熱介質輸入端通過管路連接，所述熱罐的蓄熱介質輸出端與所述冷罐的蓄熱介質輸入端連通。
4、進一步地，其還包括預熱器1號；所述二氧化碳高壓儲罐的二氧化碳輸出端與所述預熱器1號的二氧化碳輸入端通過管路連接，所述預熱器1號的二氧化碳輸出端與所述固體蓄熱與二氧化碳透平一體化發電單元的二氧化碳輸入端通過管路連接；所述熱罐的蓄熱介質輸出端與所述預熱器1號的蓄熱介質輸入端通過管路連接，所述預熱器1號的蓄熱介質輸出端與所述冷罐的蓄熱介質輸入端通過管路連接。
5、進一步地，所述二氧化碳壓縮單元還包括壓縮單元變壓器、壓縮單元配電控制柜；所述壓縮單元變壓器的電力輸入端與所述配電網的電力輸出端電連接，所述壓縮單元變壓器的電力輸出端與所述壓縮單元配電控制柜的電力輸入端電連接，所述壓縮單元配電控制柜的電力輸出端與所述二氧化碳壓縮單元的用電設備電力輸入端電連接。
6、進一步地，所述固體蓄熱與二氧化碳透平一本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.固體蓄熱與補熱型二氧化碳儲能一體化運行系統，其特征在于，其包括風力發電單元、光伏發電單元、二氧化碳壓縮單元、固體蓄熱與二氧化碳透平一體化發電單元和配電網；
2.根據權利要求1所述的固體蓄熱與補熱型二氧化碳儲能一體化運行系統，其特征在于，所述二氧化碳壓縮單元包括壓縮單元熱量回收器、二氧化碳高壓儲罐、冷罐、熱罐和若干個串聯的壓縮機；
3.根據權利要求2所述的固體蓄熱與補熱型二氧化碳儲能一體化運行系統，其特征在于，其還包括預熱器1號；所述二氧化碳高壓儲罐的二氧化碳輸出端與所述預熱器1號的二氧化碳輸入端通過管路連接，所述預熱器1號的二氧化碳輸出端與所述固體蓄熱與二氧化碳透平一體化發電單元的二氧化碳輸入端通過管路連接；
4.根據權利要求1所述的固體蓄熱與補熱型二氧化碳儲能一體化運行系統，其特征在于，所述二氧化碳壓縮單元還包括壓縮單元變壓器、壓縮單元配電控制柜；所述壓縮單元變壓器的電力輸入端與所述配電網的電力輸出端電連接，所述壓縮單元變壓器的電力輸出端與所述壓縮單元配電控制柜的電力輸入端電連接，所述壓縮單元配電控制柜的電力輸出端與所述二氧化碳壓縮單元的
5.根據權利要求1所述的固體蓄熱與補熱型二氧化碳儲能一體化運行系統，其特征在于，所述固體蓄熱與二氧化碳透平一體化發電單元包括固體蓄熱與二氧化碳透平發電一體機、一體機發電變壓器、發電單元熱量回收器、二氧化碳低壓儲罐、氣體控制閥、預熱器2號；
6.根據權利要求5所述的固體蓄熱與補熱型二氧化碳儲能一體化運行系統，其特征在于，所述固體蓄熱與二氧化碳透平一體化發電單元還包括一體機變壓器和一體機控制柜；所述一體機變壓器的電力輸出端與所述一體機控制柜的電力輸入端電連接，所述一體機控制柜的電力輸出端與所述固體蓄熱與二氧化碳透平發電一體機的電力輸入端電連接。
7.根據權利要求5所述的固體蓄熱與補熱型二氧化碳儲能一體化運行系統，其特征在于，所述固體蓄熱與二氧化碳透平發電一體機包括絕熱爐殼、蓄熱磚層、電阻帶、底座支架、氣-氣換熱室、一體機二氧化碳管道、高溫風機、一體化透平和發電機；
...【技術特征摘要】
1.固體蓄熱與補熱型二氧化碳儲能一體化運行系統，其特征在于，其包括風力發電單元、光伏發電單元、二氧化碳壓縮單元、固體蓄熱與二氧化碳透平一體化發電單元和配電網；
2.根據權利要求1所述的固體蓄熱與補熱型二氧化碳儲能一體化運行系統，其特征在于，所述二氧化碳壓縮單元包括壓縮單元熱量回收器、二氧化碳高壓儲罐、冷罐、熱罐和若干個串聯的壓縮機；
3.根據權利要求2所述的固體蓄熱與補熱型二氧化碳儲能一體化運行系統，其特征在于，其還包括預熱器1號；所述二氧化碳高壓儲罐的二氧化碳輸出端與所述預熱器1號的二氧化碳輸入端通過管路連接，所述預熱器1號的二氧化碳輸出端與所述固體蓄熱與二氧化碳透平一體化發電單元的二氧化碳輸入端通過管路連接；
4.根據權利要求1所述的固體蓄熱與補熱型二氧化碳儲能一體化運行系統，其特征在于，所述二氧化碳壓縮單元還包括壓縮單元變壓器、壓縮單元配電控制柜；所述壓縮單元變壓器的電力輸入端與所述配電網的電力輸出端電連接，所述壓縮單元變壓器的電力輸出端與所述壓縮單元配電控制...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李兵靜，司有華，于海鵬，馬培華，王偉，孫志遠，高亞輝，丁英華，璐娜，魏巍，喬宇德，賽娜，郭靖，張圻，
申請(專利權)人：內蒙古恒瑞新能源有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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