一种联合储能系统及方法与流程

本发明涉及储能，特别涉及一种联合储能系统及方法。

背景技术：

1、随着风、光等新能源不断替代传统的煤炭、油气等不可再生能源，工业企业面临着能源使用方式的绿色转型，其中储能是关键环节之一。分时电价政策为负荷侧储能提供了消纳新能源并降低用能成本的条件。谷电时段储能，峰电时段释能，可有效帮助企业节省用电费用，同时能够帮助电网削峰填谷，具有良好的经济效益和社会效益。

2、通常电力、蒸汽、压缩空气及工业气体等都是高载能产业中广泛使用的能源形式，常用的储能方案仅储存其中的一种能源形式，一种能源形式的储能系统的投资成本较高，还会产生一定程度的能量损失无法充分回收利用。但是在工业生产中，电、热、气往往同时大量使用，单一能源形式的储能方式不利于提高综合能效也不利于企业充分利用峰谷电价红利。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种联合储能系统及方法。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种联合储能系统，包括：

4、第一储能模块，所述第一储能模块包括蓄热装置、第一膨胀装置和第一管路，所述蓄热装置能够利用谷电进行蓄热；所述第一管路的两端分别连接所述第一膨胀装置和水源，并通过所述蓄热装置对管内的水进行加热；

5、第二储能模块，所述第二储能模块包括储气库和储液装置，所述储气库与所述储液装置之间通过并联设置第二管路和第三管路形成供第一介质流通的循环路径，所述第二管路设置有蒸发器，所述储液装置中储存第一介质，所述第二储能模块能够利用所述第一介质的气液转变过程进行储能和释能；

6、第四管路，所述第四管路的两端分别与所述蒸发器和所述第一膨胀装置连通。

7、可选地，在上述联合储能系统中，还包括第五管路和第六管路，

8、所述第五管路串联设置有第一压缩装置和第一蒸发装置；

9、所述第三管路设置有冷凝器，所述第六管路的两端分别与所述冷凝器和所述第一压缩装置连通，以将所述冷凝器中的第二介质通过所述第六管路和所述第五管路输送至目标系统。

10、可选地，在上述联合储能系统中，所述储气库内通过柔性隔膜分隔为第一腔室和第二腔室，所述柔性隔膜可自由变形，所述柔性隔膜两侧的压力相等，能够自动调节压力平衡；

11、所述第一腔室用于容纳所述第一介质，所述第二腔室用于容纳第三介质，所述第二管路和所述第三管路分别与所述第一腔室连通。

12、可选地，在上述联合储能系统中，还包括制气装置和余热蒸发器，

13、所述制气装置与所述第二腔室连通并在谷电时制气为所述第二腔室提供所述第三介质；

14、所述余热蒸发器连接所述制气装置，并通过第七管路将所述余热蒸发器中的第二介质输送至所述第一压缩装置。

15、可选地，在上述联合储能系统中，所述第二管路和所述第三管路之间还设置有储热装置，所述储热装置中的储热介质用于储存热能。

16、可选地，在上述联合储能系统中，所述第二管路中设置有第二膨胀装置，所述第三管路中设置有第二压缩装置。

17、可选地，在上述联合储能系统中，所述第二膨胀装置包括多个串联设置的第二膨胀机；

18、和/或，所述第二压缩装置包括多个串联设置的第二压缩机。

19、可选地，在上述联合储能系统中，所述第一膨胀装置包括多个串联设置的第一膨胀机，相邻的所述第一膨胀机之间的管路穿过所述蓄热装置，位于串联尾部的所述第一膨胀机连接所述蒸发器。

20、可选地，在上述联合储能系统中，所述第一储能模块还包括第八管路，所述第八管路的一端连接所述水源，所述第八管路中间部分穿过所述蓄热装置。

21、可选地，在上述联合储能系统中，所述第一介质为二氧化碳。

22、一种联合储能系统的储能方法，包括：

23、第一储能模块包括蓄热装置，第一膨胀装置和第一管路，蓄热装置能够利用谷电进行蓄热，在峰电时段第一管路能够通过蓄热装置输送水蒸气到第一膨胀装置，第一膨胀装置能够对水蒸气进行膨胀发电；

24、第二储能模块能够利用第一介质的气液转变过程进行储能和释能，即谷电时段通过第一介质气体压缩实现储能，压缩后的高压所述第一介质气体相变为高压液体储存，在峰电时段所述第一介质高压液体相变为高压气体再通过所述第一介质气体膨胀发电实现释能，膨胀后的所述第一介质气体储存；

25、第一膨胀装置能够将所述水蒸气输送至第二储能模块的蒸发器中，所述水蒸气在所述蒸发器中凝结成液态水并将释放出来的热量传递给第二管路中的第一介质。

26、可选地，在上述联合储能系统的储能方法中，所述第二储能模块中的冷凝器能够将第二介质蒸汽输出至第一压缩装置，所述第一压缩装置能够将所述第二介质蒸汽压缩成过热蒸汽输入至第一蒸发装置，以将高温热量输送至目标系统。

27、可选地，在上述联合储能系统的储能方法中，还包括制气装置和余热蒸发器，所述制气装置在谷电时段生产第三介质气体，所述第三介质气体充入所述第二腔室并维持所述第一腔室压力恒定，制气工作过程产生的热能通过余热蒸发器进行热量交换产生所述第二介质蒸汽，所述第二介质蒸汽通过所述第一压缩装置进入所述目标系统，在峰电时段，所述第二腔室输出所述第三介质气体并维持所述第一腔室压力恒定。

28、从上述技术方案可以看出，本发明提供的联合储能系统，通过电蓄热装置利用谷电将电能转化热能和蒸汽，利用第二储能模块能够通过第一介质的气液转变过程储能，并利用谷电制气，在峰电时段能够为生产过程提供电力和蒸汽及工业气体，实现电力储能和多能联供，其储能形式多样化，并且通过第四管路、第六管路、第七管路将第一储能模块与第二储能模块相连通，能最大化的降低系统中的能量损失，有利于提高储能效率，能够较大限度地利用谷电的电价红利，有助于降低设备投资成本。

技术特征：

1.一种联合储能系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的联合储能系统，其特征在于，还包括第五管路(4)和第六管路(5)，

3.根据权利要求2所述的联合储能系统，其特征在于，所述储气库(21)内通过柔性隔膜分隔为第一腔室和第二腔室，所述柔性隔膜可自由变形，所述柔性隔膜两侧的压力相等，能够自动调节压力平衡；

4.根据权利要求3所述的联合储能系统，其特征在于，还包括制气装置(61)和余热蒸发器(62)，

5.根据权利要求2所述的联合储能系统，其特征在于，所述第二管路(23)和所述第三管路(24)之间还设置有储热装置(27)，所述储热装置(27)中的储热介质用于储存热能。

6.根据权利要求5所述的联合储能系统，其特征在于，所述第二管路(23)中设置有第二膨胀装置(28)，所述第三管路(24)中设置有第二压缩装置(29)。

7.根据权利要求6所述的联合储能系统，其特征在于，所述第二膨胀装置(28)包括多个串联设置的第二膨胀机；

8.根据权利要求1所述的联合储能系统，其特征在于，所述第一膨胀装置(12)包括多个串联设置的第一膨胀机，相邻的所述第一膨胀机之间的连接管穿过所述蓄热装置(11)，位于串联尾部的所述第一膨胀机连接所述蒸发器(25)。

9.根据权利要求1所述的联合储能系统，其特征在于，所述第一储能模块(1)还包括第八管路(8)，所述第八管路(8)的一端连接所述水源，所述第八管路(8)中间部分穿过所述蓄热装置(11)。

10.根据权利要求1所述的联合储能系统，其特征在于，所述第一介质为二氧化碳。

11.一种联合储能系统的储能方法，其特征在于，包括：

12.根据权利要求11所述的联合储能系统的储能方法，其特征在于，所述第二储能模块(2)中的冷凝器(26)能够将第二介质蒸汽输出至第一压缩装置(14)，所述第一压缩装置(14)能够将所述第二介质蒸汽压缩成过热蒸汽输入至第一蒸发装置(15)，以将高温热量输送至目标系统。

13.根据权利要求12所述的联合储能系统的储能方法，其特征在于，还包括制气装置(61)和余热蒸发器(62)，所述制气装置(61)在谷电时段生产第三介质气体，所述第三介质气体充入第二腔室并维持第一腔室压力恒定，制气工作过程产生的热能通过所述余热蒸发器(62)进行热量交换产生所述第二介质蒸汽，所述第二介质蒸汽通过所述第一压缩装置(14)进入所述目标系统，在峰电时段，所述第二腔室输出所述第三介质气体并维持所述第一腔室压力恒定。

技术总结
本发明公开了一种联合储能系统，包括第一储能模块、第二储能模块和第三管路，第一储能模块包括设置于第一管路之间的蓄热装置；第一管路的两端分别连接第一膨胀装置和水源；第二储能模块能够利用第一介质的气液转变过程进行储能和释能；储气库和储液装置之间通过并联设置的第二管路和第三管路形成供第一介质流通的循环路径，第二管路设置有蒸发器，第四管路的两端分别与蒸发器和第一膨胀装置连通。可见，该联合储能系统，通过电蓄热装置利用谷电将电能转化热能和蒸汽，在峰电时段能够为生产过程提供电力和蒸汽，实现电力储能和多能联供，其储能形式多样化，有利于提高储能效率。

技术研发人员：郑开云,池捷成,俞国华,舒梦影,陶林,白江涛,马雷,彭晓丽
受保护的技术使用者：势加透博（上海）能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15