本發(fā)明涉及可再生能源并網(wǎng)和電網(wǎng)調(diào)峰的儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域,特別是一種高效液空儲(chǔ)能/釋能系統(tǒng)。
背景技術(shù):隨著可再生能源(風(fēng)能、光熱)發(fā)電的大規(guī)模普及,由于其隨機(jī)性、間歇性等特點(diǎn),接入電網(wǎng)將帶來電壓波動(dòng)、頻率波動(dòng)等電能質(zhì)量問題,甚至可能影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。而大規(guī)模電力儲(chǔ)能技術(shù)可在電力系統(tǒng)中增加能源存儲(chǔ)環(huán)節(jié),使得實(shí)時(shí)平衡的“剛性”電力系統(tǒng)變得更加“柔性”,從而提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性和靈活性,是解決風(fēng)能、光熱、潮汐能等可再生能源發(fā)電不穩(wěn)定的關(guān)鍵技術(shù)。此外,大規(guī)模電力儲(chǔ)能技術(shù)還可以有效解決電力生產(chǎn)與使用中峰谷差的矛盾,可提高電網(wǎng)(特別是微網(wǎng)或孤島電網(wǎng))的調(diào)峰能力。現(xiàn)有的電力儲(chǔ)能技術(shù)主要分三大類:化學(xué)儲(chǔ)能類,包括鉛酸電池、液流電池、鈉硫電池和鋰電池等;電磁儲(chǔ)能類,包括超級(jí)電容器儲(chǔ)能和超導(dǎo)磁儲(chǔ)能;物理儲(chǔ)能類,包括抽水儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能和液空儲(chǔ)能。其中,飛輪儲(chǔ)能、超級(jí)電容器儲(chǔ)能和超導(dǎo)磁儲(chǔ)能等功率型儲(chǔ)能技術(shù)儲(chǔ)能容量小、儲(chǔ)能時(shí)間短,鉛酸電池和鋰電池造價(jià)高、安全性差且電池壽命短,鈉硫電池造價(jià)高、安全性差且需要額外加熱維持300℃以上的工作溫度,液流電池能量密度低、材料受限且成本昂貴,都無法滿足大規(guī)模電力儲(chǔ)存的需求;抽水儲(chǔ)能具有技術(shù)成熟、效率較高(70%~80%)、儲(chǔ)能容量大、壽命長等優(yōu)點(diǎn),但需要特殊的地理?xiàng)l件、建設(shè)周期很長、初期投資巨大,因此建造抽水儲(chǔ)能系統(tǒng)受到了越來越大的限制;壓縮空氣儲(chǔ)能具有效率較高(50%~70%)、儲(chǔ)能容量較大、壽命長等優(yōu)點(diǎn),但需要大型洞穴儲(chǔ)氣、儲(chǔ)能密度低且需要依賴化石燃料,限制了該技術(shù)的大規(guī)模推廣;液空儲(chǔ)能作為一種大容量儲(chǔ)能技術(shù),采用液空作為儲(chǔ)能介質(zhì),大大提高了能量密度,具有技術(shù)成熟、成本低、儲(chǔ)能容量大、轉(zhuǎn)化效率較高、無地理?xiàng)l件限制、壽命長及環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn),具備大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)推廣應(yīng)用的潛力。常規(guī)液空儲(chǔ)能/釋能系統(tǒng)中空氣液化能耗較高、液空發(fā)電效率較低,導(dǎo)致系統(tǒng)總轉(zhuǎn)化效率僅40%~50%(詳見《工程熱物理學(xué)報(bào)》第31卷第12期“新型液化空氣儲(chǔ)能技術(shù)及其在風(fēng)電領(lǐng)域的應(yīng)用”),很難與抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能等大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)競爭。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的是公開一種高效液空儲(chǔ)能/釋能系統(tǒng),通過集成優(yōu)化系統(tǒng)中的空氣液化單元、液空發(fā)電單元、蓄熱單元和蓄冷單元,大幅度提高系統(tǒng)總轉(zhuǎn)化效率,實(shí)現(xiàn)可再生能源發(fā)電的大規(guī)模并網(wǎng),還可提高電網(wǎng)的調(diào)峰能力。為達(dá)到以上目的,本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種高效液空儲(chǔ)能/釋能系統(tǒng),包括:空氣液化單元、液空發(fā)電單元、蓄熱單元和蓄冷單元;所述空氣液化單元包括原料空氣壓縮機(jī)、原料空壓機(jī)常溫水冷卻器A、原料空壓機(jī)低溫水冷卻器A、空氣純化器、循環(huán)空氣增壓機(jī)、空氣增壓機(jī)常溫水冷卻器B、空氣增壓機(jī)低溫水冷卻器B、熱端增壓透平膨脹機(jī)的膨脹端、熱端增壓透平膨脹機(jī)的增壓端、冷端增壓透平膨脹機(jī)的膨脹端、冷端增壓透平膨脹機(jī)的增壓端、空氣液化換熱器、發(fā)電機(jī)制動(dòng)高壓液空膨脹機(jī)的膨脹端、高壓液空膨脹機(jī)的發(fā)電端和液空儲(chǔ)罐,原料空氣壓縮機(jī)的出口與原料空壓機(jī)常溫水冷卻器A的進(jìn)口連接,原料空壓機(jī)常溫水冷卻器A的出口與原料空壓機(jī)低溫水冷卻器A的進(jìn)口相連,原料空壓機(jī)低溫水冷卻器A的出口與空氣純化器的進(jìn)口相連,空氣純化器的出口與空氣液化換熱器的通道II出口合并后一起與循環(huán)空氣增壓機(jī)的進(jìn)口相連,循環(huán)空氣增壓機(jī)的出口與空氣增壓機(jī)常溫水冷卻器B的進(jìn)口相連,空氣增壓機(jī)常溫水冷卻器B的出口與空氣增壓機(jī)低溫水冷卻器B的進(jìn)口相連,空氣增壓機(jī)低溫水冷卻器B的出口分別與空氣液化換熱器的通道I進(jìn)口、熱端增壓透平膨脹機(jī)的增壓端的進(jìn)口和冷端增壓透平膨脹機(jī)的增壓端的進(jìn)口相連,熱端增壓透平膨脹機(jī)的增壓端的出口與冷端增壓透平膨脹機(jī)的增壓端的出口合并后一起與空氣液化熱換器的通道III進(jìn)口相連,空氣液化熱換器的通道I出口與熱端增壓透平膨脹機(jī)的膨脹端的進(jìn)口相連,熱端增壓透平膨脹機(jī)的膨脹端的出口與空氣液化換熱器的通道II上進(jìn)口相連,空氣液化熱換器的通道III上出口與冷端增壓透平膨脹機(jī)的膨脹端的進(jìn)口相連,冷端增壓透平膨脹機(jī)的膨脹端的出口與空氣液化換熱器的通道II下進(jìn)口相連,空氣液化換熱器的通道III下出口與發(fā)電機(jī)制動(dòng)高壓液空膨脹機(jī)的膨脹端的進(jìn)口相連,液空膨脹機(jī)的發(fā)電端與液空膨脹機(jī)的膨脹端通過變速箱相連,液空膨脹機(jī)的膨脹端的出口與液空儲(chǔ)罐的進(jìn)口相連;所述液空發(fā)電單元包括高壓液空泵、液空蒸發(fā)器、高壓空氣加熱器、高壓空氣膨脹發(fā)電機(jī)的膨脹端和高壓空氣膨脹機(jī)的發(fā)電端,高壓液空泵的進(jìn)口與液空儲(chǔ)罐的出口相連,高壓液空泵的出口與液空蒸發(fā)器的進(jìn)口相連,液空蒸發(fā)器的出口與高壓空氣加熱器進(jìn)口相連,高壓空氣加熱器的出口與高壓空氣膨脹發(fā)電機(jī)的膨脹端的進(jìn)口相連,高壓空氣膨脹機(jī)的發(fā)電端與高壓空氣膨脹發(fā)電機(jī)的膨脹端通過變速箱相連;所述蓄熱單元包括常溫水罐、常溫水泵、低溫水罐、低溫水泵、高溫水罐、冷水機(jī)組和循環(huán)水冷卻器,低溫水罐與低溫水泵的進(jìn)口端相連,常溫水泵的進(jìn)口與冷水機(jī)組的蒸發(fā)器進(jìn)口一起連接在常溫水罐上,常溫水泵的出口分別與原料空壓機(jī)常溫水冷卻器A的進(jìn)口和空氣增壓機(jī)常溫水冷卻器B的進(jìn)口相連,且在相連的管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥門,同時(shí)原料空壓機(jī)低溫水冷卻器A的常溫水出口與原料空壓機(jī)常溫水冷卻器A的常溫水進(jìn)口相連,空氣增壓機(jī)低溫水冷卻器B常溫水的出口與空氣增壓機(jī)常溫水冷卻器B的常溫水進(jìn)口相連,冷水機(jī)組的蒸發(fā)器出口和低溫水泵的進(jìn)口一起連接在低溫水罐上,且在連接的管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥門,低溫水泵的出口分別與原料空壓機(jī)低溫水冷卻器A的低溫水進(jìn)口和空氣增壓機(jī)低溫水冷卻器B的低溫水進(jìn)口相連,且在連接的管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥門,冷水機(jī)組的吸收器出口與循環(huán)水冷卻器的進(jìn)口相連,循環(huán)水冷卻器的出口與常溫水泵的進(jìn)口相連,原料空壓機(jī)常溫水冷卻器A的高溫水出口、空氣增壓機(jī)常溫水冷卻器B的高溫水出口、冷水機(jī)組的吸收器進(jìn)口和高壓空氣加熱器的進(jìn)口均連接在高溫水罐上;所述蓄冷單元包括常溫冷劑罐、循環(huán)冷劑泵和低溫冷劑罐,低溫冷劑罐的出口與空氣液化熱換器的通道IV進(jìn)口相連且在相連的管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥門,空氣液化熱換器的通道IV出口與常溫冷劑罐的進(jìn)口相連,常溫冷劑罐的出口與循環(huán)冷劑泵的進(jìn)口相連,循環(huán)冷劑泵的出口與液空蒸發(fā)器的冷劑進(jìn)口相連,液空蒸發(fā)器的冷劑出口與低溫冷劑罐的進(jìn)口相連且在相連的管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥門。優(yōu)選地,所述的高壓液空泵為罐內(nèi)潛液泵或帶真空保冷腔的潛液泵。優(yōu)選地,所述的液空蒸發(fā)器和高壓空氣加熱器采用管殼式、板殼式或印刷電路板式換熱器。優(yōu)選地,所述的冷水機(jī)組為溴化鋰吸收式制冷機(jī)組或吸收式制冷與壓縮式制冷的組合機(jī)。優(yōu)選地,所述的循環(huán)水冷卻器為空冷型、水冷型或吸收式熱泵的一種或多種組合。本發(fā)明的高效液空儲(chǔ)能/釋能的流程如下:儲(chǔ)能區(qū)儲(chǔ)能時(shí),多余的電能驅(qū)動(dòng)空氣依次進(jìn)入原料空氣壓縮機(jī)和循環(huán)空氣增壓機(jī)中,得到的壓縮空氣依次被常溫水和低溫水冷卻后分成三股:一股高壓冷卻空氣進(jìn)入空氣液化換熱器的通道I,被冷流預(yù)冷后送入熱端增壓透平膨脹機(jī)的膨脹端膨脹制冷,膨脹后的空氣返回空氣液化換熱器的通道II上部;其余兩股高壓冷卻空氣分別進(jìn)入熱端增壓透平膨脹機(jī)的增壓端和冷端增壓透平膨脹機(jī)的增壓端中并聯(lián)增壓,被增壓的空氣進(jìn)入空氣液化換熱器的通道III后分成兩股:一股空氣被冷流預(yù)冷后送入冷端增壓透平膨脹機(jī)的膨脹端膨脹制冷;另一股空氣被冷卻、液化后進(jìn)入發(fā)電機(jī)制動(dòng)的高壓液空膨脹機(jī)的膨脹端繼續(xù)膨脹制冷,產(chǎn)生的液化空氣送入液空儲(chǔ)罐中儲(chǔ)存;儲(chǔ)能區(qū)儲(chǔ)能時(shí),常溫水罐中的常溫水經(jīng)常溫水泵加壓后進(jìn)入原料空壓機(jī)常溫水冷卻器A和空氣增壓機(jī)常溫水冷卻器B中,吸收壓縮機(jī)的壓縮熱生產(chǎn)高溫水后送入高溫水罐中進(jìn)行蓄熱,同時(shí)低溫水罐中的低溫水經(jīng)低溫水泵加壓后進(jìn)入原料空壓機(jī)低溫水冷卻器A和空氣增壓機(jī)低溫水冷卻器B中,降低壓縮空氣的溫度;儲(chǔ)能區(qū)儲(chǔ)能時(shí),低溫冷劑罐中的低溫冷劑送入空氣液化換熱器的通道IV中,被復(fù)熱至常溫后進(jìn)入常溫冷劑罐中儲(chǔ)存;釋能區(qū)釋能時(shí),液空儲(chǔ)罐中的液化空氣經(jīng)高壓液空泵加壓至高壓后,依次被液空蒸發(fā)器和高壓空氣加熱器加熱至高溫空氣,高溫、高壓空氣再進(jìn)入高壓空氣膨脹機(jī)膨脹做功,驅(qū)動(dòng)高壓空氣膨脹機(jī)的發(fā)電端輸出電能;釋能區(qū)釋能時(shí),高溫水罐中的高溫水分成兩股:一股送入高壓空氣加熱器加熱高壓空氣;另一股送入冷水機(jī)組中,制取低溫水,儲(chǔ)存于低溫水罐中;釋能區(qū)釋能時(shí),常溫冷劑罐中的常溫冷劑經(jīng)循環(huán)冷劑泵加壓后,送入液空蒸發(fā)器中加熱高壓空氣,同時(shí)被過冷后形成低溫冷劑返回至低溫冷劑罐中進(jìn)行蓄冷。優(yōu)選地,所述的原料空氣壓縮機(jī)的排氣壓力在0.4~1.0MPa.G之間,壓縮機(jī)級(jí)數(shù)為2~4級(jí)或段,其級(jí)間和末級(jí)均采用常溫水和低溫水串級(jí)冷卻;循環(huán)空氣增壓機(jī)的排氣壓力在2.0~6.0MPa.G之間,壓縮機(jī)級(jí)數(shù)為2~4級(jí)或段,其級(jí)間和末級(jí)均采用常溫水和低溫水串級(jí)冷卻;高壓空氣膨脹機(jī)的膨脹端膨脹前的壓力在8.0~25.0MPa.G之間、溫度在100~500℃之間,膨脹機(jī)級(jí)數(shù)為1~4級(jí),其各級(jí)入口均設(shè)置加熱器。優(yōu)選地,所述的液空儲(chǔ)罐的工作壓力在0.01~1.0MPa.G之間,當(dāng)工作壓力大于0.05MPa.G時(shí),儲(chǔ)罐采用雙層、珠光砂保冷的結(jié)構(gòu),內(nèi)罐為球罐或柱罐;當(dāng)工作壓力小于0.05MPa.G時(shí),儲(chǔ)罐為單容罐、全容罐或地下罐。優(yōu)選地,所述的蓄熱單元利用三罐式蓄熱工藝,一次蓄熱流體為軟化水、脫鹽水或乙二醇水溶液,常溫水罐的工作溫度在20~50℃之間,高溫水罐的工作溫度在100~300℃之間,低溫水罐的工作溫度在5~20℃之間。優(yōu)選地,所述的蓄冷單元中采用雙罐式蓄冷工藝,一次蓄冷流體為R134a、R23、R14、R218或R22中的一種或多種冷劑,也可以采用多級(jí)雙罐式蓄冷工藝,還可用R134a、R23、R14、R218或R22中的一種或多種冷劑作為一次蓄冷流體,同時(shí)使用丙烷、丙烯、丁烷或戊烷的一種或多種冷劑作為二次蓄冷流體的工藝。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):(1)空氣液化單元采用冷熱端膨脹機(jī)并聯(lián)增壓、并聯(lián)膨脹的工藝,降低液化空氣的能耗;(2)采用夾點(diǎn)技術(shù)回收壓縮機(jī)的壓縮熱,用壓縮熱加熱高壓空氣膨脹機(jī)的入口空氣溫度,提高膨脹輸出功;同時(shí)將多余的壓縮熱驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)組,制取低溫水進(jìn)一步降低壓縮機(jī)的功耗;(3)采用三罐式蓄熱和雙罐式蓄冷工藝,一次蓄熱/蓄冷流體為A1型冷劑,不可燃、無毒,具有安全、易得、無防爆距離要求等特性,有效降低系統(tǒng)投資和占地面積。附圖說明圖1為本發(fā)明的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本發(fā)明的實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖;圖3為本發(fā)明的實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖;圖中,1-原料空氣壓縮機(jī),2-原料空壓機(jī)常溫水冷卻器A,3-原料空壓機(jī)低溫水冷卻器A,4-空氣純化器,5-循環(huán)空氣增壓機(jī),6-空氣增壓機(jī)常溫水冷卻器B,7-空氣增壓機(jī)低溫水冷卻器B,8-熱端增壓透平膨脹機(jī)的增壓端,9-熱端增壓透平膨脹機(jī)的膨脹端,10-冷端增壓透平膨脹機(jī)的增壓端,11-冷端增壓透平膨脹機(jī)的膨脹端,12-空氣液化換熱器,13-高壓液空膨脹機(jī)的膨脹端,14-高壓液空膨脹機(jī)的發(fā)電端,15-液空儲(chǔ)罐,16-增加液空低溫分離器,20-常溫冷劑罐,21-循環(huán)冷劑泵,22-低溫冷劑罐,30-常溫水罐,31-常溫水泵,32-高溫水罐,33-低溫水罐,34-低溫水泵,35-冷水機(jī)組,36-循環(huán)水冷卻器,50-高壓液空泵,51-液空蒸發(fā)器,52-高壓空氣加熱器,53-高壓空氣膨脹機(jī)的膨脹端,54-高壓空氣膨脹機(jī)的發(fā)電端,55-高壓空氣再加熱器,100-釋能區(qū),200-釋能區(qū)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述,本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述:實(shí)施例一:如圖1所示,一種高效液空儲(chǔ)能/釋能系統(tǒng),包括:空氣液化單元、液空發(fā)電單元、蓄熱單元和蓄冷單元;如圖1所示,空氣液化單元包括原料空氣壓縮機(jī)1、原料空壓機(jī)常溫水冷卻器A2、原料空壓機(jī)低溫水冷卻器A3、空氣純化器4、循環(huán)空氣增壓機(jī)5、空氣增壓機(jī)常溫水冷卻器B6、空氣增壓機(jī)低溫水冷卻器B7、熱端增壓透平膨脹機(jī)的膨脹端8、熱端增壓透平膨脹機(jī)的增壓端9、冷端增壓透平膨脹機(jī)的增壓端10、冷端增壓透平膨脹機(jī)的膨脹端11、空氣液化換熱器12、發(fā)電機(jī)制動(dòng)高壓液空膨脹機(jī)的膨脹端13、高壓液空膨脹機(jī)的發(fā)電端14和液空儲(chǔ)罐15,原料空氣壓縮機(jī)1的出口與原料空壓機(jī)常溫水冷卻器A2的進(jìn)口連接,原料空壓機(jī)常溫水冷卻器A2的出口與原料空壓機(jī)低溫水冷卻器A3的進(jìn)口相連,原料空壓機(jī)低溫水冷卻器A3的出口與空氣純化器4的進(jìn)口相連,空氣純化器4的出口與空氣液化換熱器12的通道II出口合并后一起與循環(huán)空氣增壓機(jī)5的進(jìn)口相連,循環(huán)空氣增壓機(jī)5的出口與空氣增壓機(jī)常溫水冷卻器B6的進(jìn)口相連,空氣增壓機(jī)常溫水冷卻器B6的出口與空氣增壓機(jī)低溫水冷卻器B7的進(jìn)口相連,空氣增壓機(jī)低溫水冷卻器B7的出口分別與空氣液化換熱器12的通道I進(jìn)口、熱端增壓透平膨脹機(jī)的增壓端8的進(jìn)口和冷端增壓透平膨脹機(jī)的增壓端10的進(jìn)口相連,熱端增壓透平膨脹機(jī)的增壓端8的出口與冷端增壓透平膨脹機(jī)的增壓端10的出口合并后一起與空氣液化熱換器12的通道III進(jìn)口相連,空氣液化熱換器12的通道I出口與熱端增壓透平膨脹機(jī)的膨脹端9的進(jìn)口相連,熱端增壓透平膨脹機(jī)的膨脹端9的出口與空氣液化換熱器12的通道II上進(jìn)口相連,空氣液化熱換器12的通道III上出口與冷端增壓透平膨脹機(jī)的膨脹端11的進(jìn)口相連,冷端增壓透平膨脹機(jī)的膨脹端11的出口與空氣液化換熱器12的通道II下進(jìn)口相連,空氣液化換熱器12的通道III下出口與發(fā)電機(jī)制動(dòng)高壓液空膨脹機(jī)的膨脹端13的進(jìn)口相連,液空膨脹機(jī)的發(fā)電端14與液空膨脹機(jī)的的膨脹端13通過變速箱相連,液空膨脹機(jī)的膨脹端13的出口與液空儲(chǔ)罐15的進(jìn)口相連;如圖1所示,液空發(fā)電單元包括高壓液空泵50、液空蒸發(fā)器51、高壓空氣加熱器52、高壓空氣膨脹發(fā)電機(jī)的膨脹端53和高壓空氣膨脹機(jī)的發(fā)電端54,高壓液空泵50的進(jìn)口與液空儲(chǔ)罐15的出口相連,高壓液空泵50的出口與液空蒸發(fā)器51的進(jìn)口相連,液空蒸發(fā)器51的出口與高壓空氣加熱器52進(jìn)口相連,高壓空氣加熱器52的出口與高壓空氣膨脹發(fā)電機(jī)的膨脹端53的進(jìn)口相連,高壓空氣膨脹機(jī)的發(fā)電端54與高壓空氣膨脹發(fā)電機(jī)的膨脹端53通過變速箱相連;如圖1所示,蓄熱單元包括常溫水罐30、常溫水泵31、低溫水罐33、低溫水泵34、高溫水罐32、冷水機(jī)組35和循環(huán)水冷卻器36,低溫水罐33與低溫水泵34的進(jìn)口端相連,常溫水泵31的進(jìn)口與冷水機(jī)組35的蒸發(fā)器進(jìn)口一起連接在常溫水罐30上,常溫水泵31的出口分別與原料空壓機(jī)常溫水冷卻器A2的進(jìn)口和空氣增壓機(jī)常溫水冷卻器B6的進(jìn)口相連,且在相連的管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥門,同時(shí)原料空壓機(jī)低溫水冷卻器A3的常溫水出口與原料空壓機(jī)常溫水冷卻器A2的常溫水進(jìn)口相連,空氣增壓機(jī)低溫水冷卻器B7的常溫水出口與空氣增壓機(jī)常溫水冷卻器B6的常溫水進(jìn)口相連,冷水機(jī)組35的蒸發(fā)器出口和低溫水泵34的進(jìn)口一起連接在低溫水罐33上,且在連接的管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥門,低溫水泵34的出口分別與原料空壓機(jī)低溫水冷卻器A3的低溫水進(jìn)口和空氣增壓機(jī)低溫水冷卻器B7的低溫水進(jìn)口相連,且在連接的管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥門,冷水機(jī)組35的吸收器出口與循環(huán)水冷卻器36的進(jìn)口相連,循環(huán)水冷卻器36的出口與常溫水泵31的進(jìn)口相連,原料空壓機(jī)常溫水冷卻器A2的高溫水出口、空氣增壓機(jī)常溫水冷卻器B6的高溫水出口、冷水機(jī)組35的吸收器進(jìn)口和高壓空氣加熱器52的進(jìn)口均連接在高溫水罐32上;如圖1所示,蓄冷單元包括常溫冷劑罐20、循環(huán)冷劑泵21和低溫冷劑罐22,低溫冷劑罐22的出口與空氣液化熱換器12的通道IV進(jìn)口相連且在相連的管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥門,空氣液化熱換器12的通道IV出口與常溫冷劑罐20的進(jìn)口相連,常溫冷劑罐20的出口與循環(huán)冷劑泵21的進(jìn)口相連,循環(huán)冷劑泵21的出口與液空蒸發(fā)器51的冷劑進(jìn)口相連,液空蒸發(fā)器51的冷劑出口與低溫冷劑罐22的進(jìn)口相連且在相連的管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥門。如圖1所示,其液空儲(chǔ)能/釋能的流程如下:儲(chǔ)能區(qū)100儲(chǔ)能時(shí),多余的電能驅(qū)動(dòng)空氣依次進(jìn)入原料空氣壓縮機(jī)1和循環(huán)空氣增壓機(jī)5中,得到的壓縮空氣依次被常溫水和低溫水冷卻后分成三股:一股高壓冷卻空氣進(jìn)入空氣液化換熱器12的通道I,被冷流預(yù)冷后送入熱端增壓透平膨脹機(jī)的膨脹端9膨脹制冷,膨脹后的空氣返回空氣液化換熱器12的通道II上部;其余兩股高壓冷卻空氣分別進(jìn)入熱端增壓透平膨脹機(jī)的增壓端8和冷端增壓透平膨脹機(jī)的增壓端10中并聯(lián)增壓,被增壓的空氣進(jìn)入空氣液化換熱器12的通道III后分成兩股:一股空氣被冷流預(yù)冷后送入冷端增壓透平膨脹機(jī)的膨脹端11膨脹制冷;另一股空氣被冷卻、液化后進(jìn)入發(fā)電機(jī)制動(dòng)的高壓液空膨脹機(jī)的膨脹端13繼續(xù)膨脹制冷,產(chǎn)生的液化空氣送入液空儲(chǔ)罐15中儲(chǔ)存;儲(chǔ)能區(qū)100儲(chǔ)能時(shí),常溫水罐30中的常溫水經(jīng)常溫水泵31加壓后進(jìn)入原料空壓機(jī)常溫水冷卻器A2和空氣增壓機(jī)常溫水冷卻器B6中,吸收壓縮機(jī)的壓縮熱生產(chǎn)高溫水后送入高溫水罐32中進(jìn)行蓄熱,同時(shí)低溫水罐33中的低溫水經(jīng)低溫水泵34加壓后進(jìn)入原料空壓機(jī)低溫水冷卻器A3和空氣增壓機(jī)低溫水冷卻器B7中,降低壓縮空氣的溫度;儲(chǔ)能區(qū)100儲(chǔ)能時(shí),低溫冷劑罐22中的低溫冷劑送入空氣液化換熱器12的通道IV中,被復(fù)熱至常溫后進(jìn)入常溫冷劑罐20中儲(chǔ)存;釋能區(qū)200釋能時(shí),液空儲(chǔ)罐15中的液化空氣經(jīng)高壓液空泵50加壓至高壓后,依次被液空蒸發(fā)器51和高壓空氣加熱器52加熱至高溫空氣,高溫、高壓空氣再進(jìn)入高壓空氣膨脹機(jī)53膨脹做功,驅(qū)動(dòng)高壓空氣膨脹機(jī)的發(fā)電端54輸出電能;釋能區(qū)200釋能時(shí),高溫水罐32中的高溫水分成兩股:一股送入高壓空氣加熱器52加熱高壓空氣;另一股送入冷水機(jī)組35中,制取低溫水,儲(chǔ)存于低溫水罐33中;釋能區(qū)200釋能時(shí),常溫冷劑罐20中的常溫冷劑經(jīng)循環(huán)冷劑泵21加壓后,送入液空蒸發(fā)器51中加熱高壓空氣,同時(shí)被過冷后形成低溫冷劑返回至低溫冷劑罐22中進(jìn)行蓄冷。如圖1所示,原料空氣壓縮機(jī)1的排氣壓力0.68MPa.G,壓縮機(jī)級(jí)數(shù)為2級(jí),其級(jí)間和末級(jí)均采用常溫水和低溫水串級(jí)冷卻;循環(huán)空氣增壓機(jī)5的排氣壓力5.9MPa.G,壓縮機(jī)級(jí)數(shù)為1級(jí),其級(jí)間和末級(jí)均采用常溫水和低溫水串級(jí)冷卻;高壓空氣膨脹機(jī)53膨脹前的壓力19.9MPa.G、溫度265℃,膨脹機(jī)級(jí)數(shù)為4級(jí),其各級(jí)入口均設(shè)置加熱器。如圖1所示,利用夾點(diǎn)技術(shù)提出三罐式蓄熱工藝,一次蓄熱流體為脫鹽水,常溫水罐30、高溫水罐32和低溫水罐33的工作溫度分別在30℃、270℃和10℃。如圖1所示,采用雙罐式蓄冷工藝,一次蓄冷流體為R134a。本實(shí)施例中:以一個(gè)50MW標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)電場為例,為了滿足風(fēng)電場削峰填谷、減少棄風(fēng),實(shí)現(xiàn)風(fēng)電平滑輸出,按34%的比例配置儲(chǔ)能/釋能系統(tǒng)(參考文獻(xiàn)《科技管理研究》2014年第1期“儲(chǔ)能技術(shù)在風(fēng)電并網(wǎng)領(lǐng)域的市場需求分析”),即儲(chǔ)能/釋能容量均為17MW、持續(xù)時(shí)間各8h。該高效液空儲(chǔ)能/釋能系統(tǒng)的總轉(zhuǎn)化效率為58.35%,詳細(xì)參數(shù)見表一的“實(shí)施例1”。實(shí)施例2:如圖2所示,本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:增加高壓空氣再加熱器55,利用外來熱量(高溫?zé)煔?、高壓蒸汽或光熱產(chǎn)生的高溫熔鹽等)將高壓空氣再加熱至350℃;循環(huán)空氣增壓機(jī)5級(jí)數(shù)為2級(jí)。該高效液空儲(chǔ)能/釋能系統(tǒng)的總轉(zhuǎn)化效率提高至74.96%,詳細(xì)參數(shù)見表一的“實(shí)施例2”。實(shí)施例3:如圖3所示,本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:增加液空低溫分離器16,回收液空節(jié)流后產(chǎn)生的閃蒸氣,利用閃蒸氣的流量和冷量進(jìn)一步降低空氣液化的能耗。最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對(duì)其限制;盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。表一:17MW×8h高效液空儲(chǔ)能/釋能系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)