压缩空气储能互联管网的制作方法

1.本实用新型属于储能技术领域，特别涉及压缩空气储能互联管网。

背景技术：

2.储能技术主要分为物理储能(如抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等)、化学储能(如铅酸电池、氧化还原液流电池、钠硫电池、锂离子电池)等。
3.其中，压缩空气储能是一种能实现大规模工业应用的储能方式。利用这种储能方式，在电网负荷低谷期将富余电能用于驱动空气压缩机，将空气高压密封在山洞、报废矿井或过期油气井中；在电网负荷高峰期释放压缩空气推动发电机发电。由于具有效率高、寿命长、响应速度快可以黑启动等特点，且能源转化效率较高(约为75％左右)，因而压缩空气储能是具有发展潜力的储能技术之一。
4.但是由于压缩空气储能站需要大量存储压缩空气空间才能有效运转，在地面上也无法建设满足压缩空气储能站所需的大型储气罐，占地太多，所以压缩空气储能站的建设受到地形极大的制约，对地质结构有特殊要求，因此不能在全国进行大范围建设。
5.申请号为cn202011176726.2的专利提出了一种基于非补燃式压缩空气储能的光储结合电站、申请号为cn201120195788.8的专利提出了一种压缩空气储能系统，这两个专利中虽然对压缩空气储能电站在使用过程中出现的问题进行了解决，但是并没有对压缩空气储能电站收到地形制约的问题进行解决。

技术实现要素：

6.本实用新型所要解决的技术问题是，提供压缩空气储能互联管网，来解决目前压缩空气储能站建设受地形制约的问题。
7.为解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：
8.压缩空气储能互联管网，包括至少两个压缩空气储能电站，压缩空气储能电站均包括储气室，储气室之间设置有管道。
9.进一步的，管道与储气室之间设有截止阀。
10.进一步的，储气室与管道之间设置有压力安全阀。
11.进一步的，管道上设有排水阀。
12.进一步的，管道上设有离心压缩机。
13.进一步的，储气室包括盐穴或储气罐。
14.进一步的，管道的数量至少为一个，管道之间相连通，管道之间相连通的位置均设置有截止阀。
15.本实用新型所取得的显著有益效果：
16.1.本实用新型压缩空气储能互联管网，包括至少两个压缩空气储能电站，压缩空气储能电站之间通过管道相连，通过管道作为压缩空气临时储存地和输送管道，可以使压缩空气储能电站不受地形限制，并且由于压缩空气储能电站之间相连通，压缩空气可以通
过管道进行传输，进行跨区域发电，所以通过本技术技术方案可以不必受限于地质环境，而且压缩空气在管道内的输送功率很大，按照压缩空气为30兆帕压力、1.6米直径管道输送和压缩空气移动速度30米/秒计算输送功率可达10108800kw，相当于一条特高压电网的输送能力，可以使压缩空气储能电站在全国范围内进行推广建设，有效解决了目前压缩空气储能电站建设受地形限制的问题。
17.2.截止阀的设置可以对压缩空气储能电站之间储存的压缩空气进行连通或断开，通过截止阀的设置可以使压缩空气储能电站之间定点传输，在压缩空气共用时通过切断可以使各个压缩空气储能电站留有一定的备用压缩空气，方便紧急使用。
18.3.压力安全阀的设置可以在管道内压缩空气达到最低释放压力后截断管道和储气室的连通，减少管道内压缩空气压力降低对储气室内压缩空气压力产生影响。
19.4.管道上排水阀的设置可以在管道内有存水时及时排水。
20.5.由于压缩空气储能电站不受地理制约后可以在全国范围内进行建设，所以为了方便压缩空气在管道内进行长距离的传输，在管道上相隔一定距离安装一个(气体输送压缩机)离心压缩机来辅助对压缩空气进行长距离输送。
21.6.随着压缩空气储能电站建设的数量增多，管道的数量随之增加，为了方便压缩空气在各个压缩空气储能电站之间进行了输送，管道之间相互连通且管道连通位置均安装有截止阀，通过不断调整截止阀的启闭状态，可以实现压缩空气通过管道在各个压缩空气储能电站之间进行点对点、点对面、面对点等多样化输送。
附图说明
22.附图1为本实用新型实施例1压缩空气储能互联管网结构示意图；
23.附图2为本实用新型实施例2压缩空气储能互联管网结构示意图；
24.附图3为本实用新型实施例3压缩空气储能互联管网结构示意图；
25.附图4为本实用新型实施例4压缩空气储能互联管网结构示意图。
26.在附图中，1-压缩空气储能电站、2-储气室、3-管道、4-截止阀、5-压力安全阀、6-排水阀、7-离心压缩机。
具体实施方式
27.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
28.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
29.实施例1
30.如图1所示，压缩空气储能互联管网，包括至少两个压缩空气储能电站1，压缩空气
储能电站1均包括储气室2，储气室2用于对压缩空气储能电站1所产生的压缩空气进行存放，储气室2之间设有用于将储气室2连通的管道3；在本实施例中为了方便进行理解，压缩空气储能电站1数量为四个，管道3的数量为四个，管道3将储气室2之间相连通。
31.在本实施例中储气室2为密闭空间，储气室2包括盐穴、废弃矿井(不释放甲烷的)、人工隧道或压缩空气储气罐等，管道3在连通时可以铺设在地面或地下，管道3将储气室2之间连通。
32.工作原理，在具备盐穴或矿井等可以具备大量储存压缩空气的位置建设一个或一个以上压缩空气储能电站1，压缩空气储能电站1与新能源基地(比如：光伏发电基地、风力发电基地)相连利用弃光、弃风等清洁能源进行空气压缩或者压缩空气储能电站1利用电网中低谷电进行空气压缩，空气压缩后进入盐穴或矿井等形成的大型储气室2内进行储存，压缩空气储能电站1与电网并网，通过压缩空气储能站释放压缩空气进行发电，其余压缩空气储能站以建设在具备盐穴或矿井等大型储气位置的压缩空气储能站为起始点进行散状分布，管道3作为辐射网将压缩空气储能电站1之间相连通使存储在盐穴或矿井等大型储气室2内的压缩空气可以互用，建设在不具备压缩空气储能电站1建设条件位置的压缩空气储能电站1中储气室2可以为储气罐或直接以管道3作为储气室2使用来对压缩空气进行储存，各个压缩空气储能站中储气室2和管道3中压力相同，来实现在不具备压缩空气储能电站1的位置也可以进行建设，方便清洁能源的利用、回收和再生，有效解决了目前压缩空气储能站建设受地形制约的问题。
33.其次，通过管道的设置可以将压缩空气储能电站建设到不具备大型储气条件的城市位置，方便对压缩空气储能电站在进行压缩空气和发电时所产生的热量或冷气进行利用，节约资源，发挥压缩空气储能电站可以同时供热、供冷的优点。
34.需要说明的是，压缩空气储能电站1均需与电网并网，压缩空气储能电站1均可以利用新能源基地(光伏发电基地、风力发电基地等)中的弃能(弃光、弃风等清洁能源)进行空气压缩或者压缩空气储能电站1利用电网中低谷电进行空气压缩。
35.其中压缩空气储能电站包括空气压缩机和发电机等主要设备，由于压缩空气储能电站均为现有技术，所以在本技术中不再赘述；管道需为可以承受压缩空气的耐高压管道。
36.实施例2
37.如图2所示，本实施例与实施例1的结构大致相同，本实施例在实施例1的基础上进一步优化，为了方便管道3内压缩空气储存传输和不同压缩空气储能电站1的分别使用，在管道3和储气室2之间安装有截止阀4，通过截止阀4的设置可以使管道3和储气室2隔断，方便压缩空气的集中使用和压缩空气进行传输。
38.进一步的，储气室2和管道3之间设有压力安全阀5，通过压力安全阀5的设置可以在管道3内的压缩空气不满足发电要求的气体压力时关闭阀门，截断压缩空气在管道3内的传输。
39.进一步的，管道3上安装的排水阀6可以对压缩空气所产生的水(进行)及时排出。
40.在本实施例中储气室可以为盐穴或储气罐。
41.实施例3
42.如图3所示，本实施例与实施例2的结构大致相同，本实施例在实施例2的基础上进一步，由于压缩空气储能电站1不受地形制约后可以在全国范围内建设，为了避免管道3在
长距离铺设后管道3内压缩空气输送困难，在管道3上间隔一定距离安装一个(气体输送)离心压缩机7，通过(气体输送)离心压缩机7的安装来对管道3内的压缩空气进行辅助输送，方便压缩空气进行长距离的输送。
43.实施例4
44.如图4所示，本实施例与实施例3的结构大致相同，本实施例在实施例3的基础上进一步优化，随着压缩空气储能电站1的建设和数量增加，管道3的数量也随之增加，为了方便压缩空气在不同压缩空气储能电站1之间进行运输和调配，管道3之间相互连通，管道3之间相连通的位置安装有截止阀4，通过管道3之间相互连通可以作为压缩空气输送的转点存在，使压缩空气储能电站1之间可以全部实现互通，通过调配不同的截止阀4进行开启或关闭可以使不同的压缩空气储能站进行连通或切断，方便压缩空气的调配使用，在压缩空气储能电站1大范围建设后依然可以实现压缩空气储能电站1之间的定向传输。
45.压缩空气储能互联管网使用方法，步骤一：在具备所述压缩空气储能电站1建设条件的位置和不具备压缩空气储能电站1条件的位置分别建设压缩空气储能电站1，压缩空气储能电站1中的储气室2之间通过管道3连通；
46.步骤二：压缩空气储能电站1通过与清洁能源基地相连采用富余电能进行空气压缩或通过与电网并网利用低谷电进行空气压缩，在空气压缩后会进入储气室2和管道3内储存，在富余电能或低谷电不足以对管道3和储气室2同时填充压缩空气时，在空气开始进行压缩时可以将截止阀4关闭来截断压缩空气储能电站1之间的连通，进行空气压缩；在管道3内存在水时，通过打开管道3上排水阀6来进行及时排水；
47.步骤三：在任一压缩空气储能电站1需要释放压缩空气进行发电时，可利用储气室2和管道3内的压缩空气直接发电；由于管道3将储气室2连通的设置，不具备压缩空气储能电站1大型储气库建设条件的压缩空气储能电站1也可以进行压缩空气和使用压缩空气进行发电；在管道3内压缩空气压力不足以进行发电时，压力安全阀5关闭管道3和储气室2之间的连通位置，压缩空气储能电站1在失去压缩空气来源和储气室2内压缩空气压力不足以进行发电时停止发电；
48.步骤四：在压缩空气在长距离管道3内输送困难时，通过操作管道3上设置的离心压缩机7来辅助管道3内的压缩空气输送；
49.步骤五：在压缩空气需要定向传输时，通过调配管道3相连通处的截止阀4可以使压缩空气储能电站1之间进行定向传输。
50.在实际应用时，结合实施例1-4可以将截止阀4、压力安全阀5和(气体输送)离心压缩机7均与控制器进行连接，方便工作人员通过控制器对管道3内压缩空气的传输进行控制。
51.目前，本技术的技术方案已经进行了中试，即产品在大规模量产前的小规模实验；中试完成后，在小范围内开展了用户使用调研，调研结果表明用户满意度较高；现在已开始着手准备产品正式投产进行产业化(包括知识产权风险预警调研)。

技术特征：

1.压缩空气储能互联管网，其特征在于：包括至少两个压缩空气储能电站(1)，所述压缩空气储能电站(1)均包括储气室(2)，所述储气室(2)之间设置有管道(3)。2.根据权利要求1所述压缩空气储能互联管网，其特征在于：所述管道(3)与所述储气室(2)之间设有截止阀(4)。3.根据权利要求1所述压缩空气储能互联管网，其特征在于：所述储气室(2)与所述管道(3)之间设置有压力安全阀(5)。4.根据权利要求1所述压缩空气储能互联管网，其特征在于：所述管道(3)上设有排水阀(6)。5.根据权利要求1所述压缩空气储能互联管网，其特征在于：所述管道(3)上设有离心压缩机(7)。6.根据权利要求1所述压缩空气储能互联管网，其特征在于：所述储气室(2)包括盐穴或储气罐。7.根据权利要求2所述压缩空气储能互联管网，其特征在于：所述管道(3)的数量至少为一个，所述管道(3)之间相连通，所述管道(3)之间相连通的位置均设置有所述截止阀(4)。

技术总结

本实用新型压缩空气储能互联管网，包括至少两个压缩空气储能电站，压缩空气储能电站之间通过管道相连，通过管道作为压缩空气临时储存地和输送通道，可以使压缩空气储能电站不受地形限制，并且由于压缩空气储能电站之间相连通，压缩空气可以通过管道进行传输，进行跨区域发电，所以通过本申请技术方案可以不必受限于地质环境，可以使压缩空气储能电站在全国范围内进行推广建设，有效解决了目前压缩空气储能电站建设受地形限制的问题。能电站建设受地形限制的问题。能电站建设受地形限制的问题。