一种基于压缩CO2储能的风光热联合消纳系统的制作方法

本技术涉及co2压缩膨胀循环储能及风光消纳，具体而言，涉及一种基于压缩co2储能的风光热联合消纳系统。

背景技术：

1、目前储能技术有：抽水蓄能，压缩气体储能，蓄电池等。但目前只有抽水蓄能和压缩气体储能被大规模运用，抽水蓄能需要水坝和水库，耗费资金巨大，对生态环境影响较为严重，且严重受地形的限制，不便于在缺水地区运用，而压缩气体储能耗费资金少，建设周期短，无选址要求，对环境污染小，二氧化碳的临界点较高为31℃，临界温度在常温附近，可以实现常温下储存，减少了储存难度，降低了储存成本，且有较高的储能密度和较好的安全性，所以以二氧化碳为压缩气体储能工质的储能系统相继被提出。

技术实现思路

1、因此，本实用新型实施例提供一种基于压缩co2储能的风光热联合消纳系统，对风光发电系统的输出功率进行实时消纳，实现能源的高效利用。

2、为实现本实用新型的目的，本实用新型提供了一种基于压缩co2储能的风光热联合消纳系统，包括：压缩储能系统、膨胀发电系统和风光发电系统，风光发电系统为压缩储能系统和膨胀发电系统提供电能，压缩储能系统包括：低压气罐，低压气罐设有低压进气口和低压出气口，低压进气口和低压出气口分别与低压进气阀和低压出气阀相连；高压气罐，高压气罐设有高压进气口和高压出气口，高压进气口和高压出气口分别与高压进气阀和高压出气阀相连；第一换热器，第一换热器将低压压缩机与高压压缩机连接；第二换热器，第二换热器将高压进气阀与高压压缩机相连；其中，气体由低压气罐的低压出气口流出，经过低压出气阀，流进低压压缩机，气体经过压缩，流进第一换热器，第一换热器连接高压压缩机，气体流进高压压缩机，经过第二换热器与高压进气阀，流进所述高压气罐，完成压缩储能。

3、与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：低压压缩机压缩气体，从而使气体温度升高，高温的气体进入第一换热器，完成热量交换，收集气体第一次压缩而产生的能量，气体的温度下降，经过高压压缩机压缩，气体温度再次上升，进入第二换热器，完成第二次热量交换，收集气体第二次压缩而产生的能量，通过高压进气阀进入高压气罐，通过压缩气体的方式获取能量，一方面对生态环境的影响较小，不受地域地形的限制，另一方面对能源进行实时消纳，避免了能源的浪费。

4、在本实用新型的一个技术方案中，膨胀发电系统包括：第三换热器，第三换热器与高压膨胀机进口阀相连；高压膨胀机，高压膨胀机与高压膨胀机进口阀相连；第四换热器，第四换热器与高压膨胀机相连；低压膨胀机，低压膨胀机连接第四换热器与低压进气阀；其中，气体从高压气罐流出，经过高压出气阀流进第三换热器，第三换热器与高压膨胀机进口阀相连，供气体流进高压膨胀机，气体经过第四换热器，从高压膨胀机流进低压膨胀机，最后经过低压进气阀流进低压气罐，其次，高压膨胀机与低压膨胀相连，低压膨胀机与发电机相连，高压膨胀机和低压膨胀机驱动发电机发电。

5、与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：从高压气罐中流出的高温的气体，流进第三换热器，完成热量交换，气体温度下降，进气调节阀用于调整气体的流速，调整流速后的气体进入高压膨胀机，气体膨胀降压，温度下降，高压膨胀机获取能量，气体进入第四换热器，进行热量交换，气体进入低压膨胀机，低压膨胀机获取能量后，气体流进低压气罐。

6、在本实用新型的一个技术方案中，基于压缩co2储能的风光热联合消纳系统包括蓄热系统，蓄热系统包括：低温储热罐，低温储热罐设有低温罐入口和低温罐出口，低温储热罐用于存储换热介质；高温储热罐，高温储热罐设有高温罐入口和高温罐出口，高温罐入口与电加热器相连，高温储热罐存储换热介质；第一变频泵，第一变频泵与第一换热器相连；第二变频泵，第二变频泵与第二换热器相连；其中，低温储热罐的出口分出两条并联支路，第一支路和第二支路，第一支路由第一变频泵与第一换热器相连而组成，换热介质经过第一支路流进电加热器；第二支路由第二变频泵与第二换热器相连而组成，换热介质经过第二支路流进电加热器，第一支路中的换热介质与第二支路中的换热介质汇合，进入高温储热罐。

7、与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：低温储热罐分两条并联支路，提高换热介质流通的效率，第一变频泵与第二变频泵用于调整换热介质的流速，推动换热介质流通，换热介质分别流过第一换热器与第二换热器，在电加热器中混合，流进高温储热罐，电加热器用于应对电网电能不足或用电高峰等突发情况，维持蓄热系统的正常运行，提高了蓄热系统的运行效率。

8、在本实用新型的一个技术方案中，蓄热系统还包括：第三换热器和第四换热器；第三变频泵，第三变频泵与第三换热器相连；第四变频泵，第四变频泵与第四换热器相连；其中，高温储热罐由出口分出两条并联支路，第三支路和第四支路，第三支路由第三变频泵与第三换热器相连而组成，换热介质通过第三支路流进低温储热罐；第四支路由第四变频泵与第四换热器相连而组成，换热介质通过第四支路流进低温储热罐。

9、与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：高温储热罐分成两条并联支路，提高换热介质的流通效率，第三变频泵和第四变频泵用于调整换热介质的流速，推动换热介质的流通，换热介质分别流过第三换热器和第四换热器，流进低温储热罐。

10、在本实用新型的一个技术方案中，风光发电系统包括：风力发电装置，风力发电装置与第二逆变器相连，通过第二变压器连接电网；光伏发电装置，光伏发电装置与第一逆变器相连，通过第一变压器连接电网。

11、与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：由于风力发电装置受风速的影响，产生的电能频率不稳定，通过第二逆变器调整频率后，通过变压器调整电压，最后输送给电网，风能属于可再生的清洁资源，非常环保，而且风力发电的基建周期短，安装的规模更加灵活。光伏发电装置通过太阳光照发电，产生频率不稳定的直流电，通过第一逆变器调整频率，并且将直流电转化为交流电，经变压器调整电压后输送给电网，提高了电网的电能储备量。

12、在本实用新型的一个技术方案中，基于压缩co2储能的风光热联合消纳系统还包括：综合控制系统，综合控制系统包括：综合控制器，综合控制器用于接收输出功率信号和电网的需求信号，并依据控制系统的特点，输出控制信号。

13、与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：综合控制器通过输入端接收信号，通过输出端输出控制信号，以及电加热器的加热控制信号，确保基于压缩co2储能的风光热联合消纳系统的平稳运行。

14、在本实用新型的一个技术方案中，还包括：高压压缩机和低压压缩机通过电动机获取电能；其中，电动机与电网通过第三变压器相连，从而获取电能，给高压压缩机和低压压缩机提供电能。

15、与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过电动机给高压压缩机和低压压缩机供电，使高压压缩机和低压压缩机电压更加稳定，运行效率更高。

16、在本实用新型的一个技术方案中，发电机与第四变压器相连，第四变压器与电网连接，将能量以电能的形式输送给电网。

17、与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：高压膨胀机和低压膨胀机驱动发电机发电，发电机产生电能，并通过第四变压器改变电压，以符合国家标准，从而将电能输送给电网，完成膨胀发电，能源实时消纳，增加了能源的储备量。

18、采用本实用新型的技术方案后，能够达到如下技术效果：

19、(1)通过压缩气体的方式获取能量，一方面对生态环境的影响较小，不受地域地形的限制，另一方面对能源进行实时消纳，避免了能源的浪费；

20、(2)电加热器用于应对电网电能不足或用电高峰等突发情况，维持蓄热系统的正常运行，提高了蓄热系统的运行效率，使蓄热系统平稳运行；

21、(3)高温储热罐分成两条并联支路，提高换热介质的流通效率，第三变频泵和第四变频泵用于调整换热介质的流速，推动换热介质的流通。