本發(fā)明屬于儲能，特別涉及到一種壓縮空氣-熔鹽聯(lián)合儲能光熱-燃料備份互補(bǔ)的發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在當(dāng)前全球能源結(jié)構(gòu)向清潔、可再生方向轉(zhuǎn)型的背景下，光熱等可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用已成為必然趨勢。然而，這些可再生能源的固有不穩(wěn)定性和不確定性，導(dǎo)致能源供應(yīng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性受到影響，同時對電網(wǎng)的安全運(yùn)行提出了挑戰(zhàn)。盡管本單位已成功研發(fā)出一種液力平衡式等溫循環(huán)儲能發(fā)電系統(tǒng)（申請?zhí)枺?024108305209）和一種燃煤儲能發(fā)電系統(tǒng)（申請?zhí)枺?024214667166），在一定程度上解決了可再生能源的不穩(wěn)定性和不確定性問題，但這些技術(shù)在綠色能源利用方面，主要依賴于光電、風(fēng)電轉(zhuǎn)化得到的電能，而忽視了光熱等其他可再生能源的直接利用。同時，在備用能源方面仍存在一定的局限性，局限于可再生能源供應(yīng)不足或中斷時，提供穩(wěn)定的能源支持，無法實現(xiàn)完全類似柴油發(fā)電機(jī)的備用電源效果。

2、為此，本技術(shù)提出一種壓縮空氣-熔鹽聯(lián)合儲能光熱發(fā)電模式，旨在實現(xiàn)可再生能源的穩(wěn)定直接利用，進(jìn)一步提高能源利用效率，確保能源供應(yīng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。通過備用能源的設(shè)計，實現(xiàn)類似柴油發(fā)電機(jī)的備用效果。本發(fā)明將為全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型提供有力支持，推動可再生能源的廣泛應(yīng)用，具有重要的現(xiàn)實意義和廣闊的市場前景。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種壓縮空氣-熔鹽聯(lián)合儲能光熱-燃料備份互補(bǔ)的發(fā)電系統(tǒng)，集成了壓縮空氣儲能、熔鹽儲能、光熱發(fā)電和燃燒發(fā)電技術(shù)，實現(xiàn)儲能發(fā)電系統(tǒng)和備用能源系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，形成了一種全新的能源供應(yīng)模式。這種模式不僅能夠?qū)崿F(xiàn)電能的“移峰填谷”，還能夠解決可再生能源的不穩(wěn)定性和不確定性問題，實現(xiàn)能源的高效利用和優(yōu)化配置。

2、具體描述如下：一種壓縮空氣-熔鹽聯(lián)合儲能光熱-燃料備份互補(bǔ)的發(fā)電系統(tǒng)，包括壓縮空氣儲能系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、光熱儲能系統(tǒng)、燃燒儲能備份系統(tǒng)以及儲能發(fā)電系統(tǒng)；

3、所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)包括多級冷卻器、多級等溫壓縮機(jī)、壓縮空氣儲罐、蓄水池、液力發(fā)電機(jī)以及他們之間的連接管道；所述多級等溫壓縮機(jī)具有多個壓縮級，所述多級冷卻器具有多個冷卻器；所述多級冷卻器的冷卻器空氣介質(zhì)通道的進(jìn)/出口分別連接到多級等溫壓縮機(jī)的上一級壓縮級的工質(zhì)出口/下一級壓縮級的工質(zhì)進(jìn)口；

4、所述多級等溫壓縮機(jī)的首級壓縮級的工質(zhì)進(jìn)口直接與環(huán)境相連，其末級壓縮級的工質(zhì)出口與壓縮空氣儲罐的工質(zhì)通道的進(jìn)口連通；所述液力發(fā)電機(jī)連接在壓縮空氣儲罐的底部與蓄水池的底端之間；

5、所述冷卻水系統(tǒng)包括冷卻塔、冷卻水泵、多級冷卻器以及他們之間的連接管道；所述多級冷卻器的冷卻水通道、冷卻水泵、冷卻塔通過管道連接起來組成一個冷卻水循環(huán)系統(tǒng)；

6、所述光熱儲能系統(tǒng)包括高溫熔鹽罐、低溫熔鹽罐、光熱塔、定日鏡場、第一熔鹽泵以及他們之間的連接管道；所述第一熔鹽泵連接在低溫熔鹽儲罐與光熱塔之間，高溫熔鹽儲罐直接與光熱塔連通；

7、燃燒儲能備份系統(tǒng)包括高溫熔鹽罐、低溫熔鹽罐、燃燒爐、熔鹽盤管、第一熔鹽泵以及他們之間的連接管道；所述熔鹽盤管均勻地布置在燃燒爐中，熔鹽盤管的一端與第一熔鹽泵出口連通，第一熔鹽泵的進(jìn)口與低溫熔鹽儲罐連通，熔鹽盤管另一端與高溫熔鹽儲罐連通；

8、所述儲能發(fā)電系統(tǒng)包括熱回收裝置、壓縮空氣儲罐、蓄水池、多級等溫膨脹機(jī)、多級逆流換熱器、高溫熔鹽罐、低溫熔鹽罐、第二熔鹽泵、加壓泵、發(fā)電機(jī)以及他們之間的連接管道；所述多級等溫膨脹機(jī)具有多個膨脹級，所述多級逆流換熱器具有與多級等溫膨脹機(jī)的膨脹級一一對應(yīng)的多個逆流換熱器；多級逆流換熱器的逆流換熱器安裝于所述多級等溫膨脹機(jī)的每兩級膨脹級之間的膨脹工質(zhì)管路上或熱回收裝置與多級等溫膨脹機(jī)的首級等溫膨脹機(jī)之間的工質(zhì)管路上；所述多級逆流換熱器的每級逆流換熱器的熔鹽介質(zhì)入口與第二熔鹽泵的出口連通，第二熔鹽泵的入口與高溫熔鹽儲罐連通，多級逆流換熱器的每級逆流換熱器的出口與低溫熔鹽儲罐連通；

9、所述壓縮空氣儲罐通過管道與熱回收裝置的工質(zhì)通道進(jìn)口連通，熱回收裝置的工質(zhì)通道的出口分別與多級逆流換熱器的首級逆流換熱器的工質(zhì)進(jìn)口連通；熱回收裝置的尾氣通道進(jìn)口與多級等溫膨脹機(jī)的末級膨脹級的尾氣出口連通，熱回收裝置的尾氣通道出口與環(huán)境連通；

10、所述加壓泵連接在壓縮空氣儲罐的底部與蓄水池的底端之間。

11、進(jìn)一步地，還包括離合器，所述離合器連接在所述多級等溫壓縮機(jī)和多級等溫膨脹機(jī)之間。

12、進(jìn)一步地，所述多級等溫壓縮機(jī)、多級等溫膨脹機(jī)、發(fā)電機(jī)安裝在同一個轉(zhuǎn)軸上，多級等溫膨脹機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電。

13、進(jìn)一步地，所述多級逆流換熱器的首級逆流換熱器安裝在熱回收裝置的工質(zhì)通道與多級等溫膨脹機(jī)的首級膨脹級之間的工質(zhì)管路上；多級逆流換熱器除了首級逆流換熱器以外的其余逆流換熱器的進(jìn)/出口分別連接到多級等溫膨脹機(jī)的上一級膨脹級的工質(zhì)出口/下一級膨脹級的工質(zhì)進(jìn)口。

14、進(jìn)一步地，包括多級燃燒室，所述多級燃燒室具有與多級等溫膨脹機(jī)的膨脹級一一對應(yīng)的多個燃燒室；所述多級燃燒室的燃燒室安裝于所述多級等溫膨脹機(jī)的每兩級膨脹級之間的膨脹工質(zhì)管路上或熱回收裝置與多級等溫膨脹機(jī)的首級等溫膨脹機(jī)之間的工質(zhì)管路上。

15、進(jìn)一步地，所述多級燃燒室的首級燃燒室的工質(zhì)進(jìn)口與熱回收裝置的工質(zhì)通道的出口連通；多級燃燒室除了首級燃燒室以外的燃燒室的進(jìn)/出口分別連接到多級等溫膨脹機(jī)的上一級膨脹級的工質(zhì)出口/下一級膨脹級的工質(zhì)進(jìn)口。

16、進(jìn)一步地，所述多級燃燒室中的燃料是煤氣、天然氣、氫氣、液體燃料中的一種。

17、進(jìn)一步地，所述燃燒爐中的燃料是煤炭、煤粉、生物質(zhì)、煤氣、天然氣、氫氣、液體燃料中的一種或多種混合。

18、進(jìn)一步地，所述熱回收裝置是逆流熱交換器。

19、本發(fā)明在應(yīng)對可再生能源與燃料備份的互補(bǔ)聯(lián)合發(fā)電挑戰(zhàn)中，展現(xiàn)出以下四點顯著優(yōu)勢：

20、1）高效能源利用與儲存：通過巧妙設(shè)計的光熱與壓宿空氣儲能發(fā)電組合策略，系統(tǒng)在晴天白天能夠高效利用太陽光熱進(jìn)行熔鹽高溫、高密度、長時間儲熱，為后續(xù)的發(fā)電過程提供了穩(wěn)定、可靠的能源基礎(chǔ)。同時，系統(tǒng)利用低廉價或可再生能源直接發(fā)的電力進(jìn)行壓縮空氣儲能，進(jìn)一步提高了能源利用效率；

21、2）靈活調(diào)度與響應(yīng)：在用電高峰時段，系統(tǒng)通過壓縮空氣與熔鹽的熱交換驅(qū)動膨脹機(jī)發(fā)電，實現(xiàn)了高效、靈活的能源利用。這種調(diào)度方式能夠根據(jù)電網(wǎng)需求實時調(diào)整發(fā)電量，有效應(yīng)對電力市場的波動，提高了能源系統(tǒng)的靈活性和響應(yīng)速度；

22、3）備份能源系統(tǒng)增強(qiáng)可靠性：尤為突出的是，本發(fā)明還配備了壓縮空氣與燃料混合燃燒膨脹發(fā)電的備份能源系統(tǒng)。這一設(shè)計在光熱儲能供應(yīng)不足或中斷，且缺乏足夠儲存能量的緊急情況下，能夠迅速啟動并提供穩(wěn)定可靠的能源支持，確保能源供應(yīng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。這種備份機(jī)制極大地增強(qiáng)了能源系統(tǒng)的安全性和可靠性，降低了因能源短缺或中斷帶來的風(fēng)險。

23、4）綜合解決方案提升整體效能：這一綜合解決方案不僅提高了能源利用效率，還有效增強(qiáng)了能源系統(tǒng)的安全性和可靠性。通過光熱儲能、壓縮空氣儲能以及燃料備份發(fā)電等多種技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，系統(tǒng)實現(xiàn)了能源的高效、穩(wěn)定、可靠供應(yīng)，為可再生能源與燃料備份的互補(bǔ)聯(lián)合發(fā)電提供了全新的解決方案，推動了能源領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。