基于风储输的新型压储系统及储气装置的制作方法

本发明实施例涉及风电储能，尤其涉及一种基于风储输的新型压储系统及储气装置。

背景技术：

1、海上的风可以作为新能源使用，以实现可再生能源利用。具体的，风可以通过风力发电机组进行风电转化。海上风电机组发电量跟不同的风况(稳定风况、阵风风况、渐变风况等)有关，而沿海经济发达地区的用电高峰峰值高、峰谷负荷差波动大，以上导致沿海风电场常需配储能建设，以提高海上风能消纳水平和并网调节能力。目前可以采用储气装置将电能转化为气体压力势能和气体热能内能进行存储。目前压储系统的储气装置成本占系统总成本比例较高，天然的盐穴、油气藏、废弃巷道(内壁上敷设柔性气密高分子薄膜)等成本低廉但受地理条件制约，人造的衬砌(薄钢板/玻璃钢/混凝土衬砌或充填膨润土的刚-柔复合密封层)洞穴、混凝土储气室相对造价较高(但人工钢衬质量优于天然盐穴/硬岩层洞穴)，而地面的管线钢、金属储罐、热塑性管、复合材料罐和水下的刚性储罐、柔性气囊等造价最高，目前市场成熟应用的包括管线钢、盐穴、人造硐室。

2、目前人造硐室大都是深埋于地下300米内(盐穴储气库可达1000米)，包括施工/永久竖井、连接巷道、储气工程、安全通道等，结构是由不透气的密封层、衬砌和围岩组成，直径一般小于30米，造价5000-6000元/平方米(管线钢造价约10000元/平方米)，相对来说更加适用低成本大范围推广，特别是在没有天然储气库条件下。具体需要从地面向下挖掘进行竖井施工，然后在竖井的底部再挖掘形成与竖井连通的气室，并在气室的内壁施工形成密封层、衬砌和围岩等，使得整个人造硐室的结构较为复杂、施工操作不易。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于风储输的新型压储系统及储气装置。

2、本发明实施例提供了一种基于风储输的新型压储系统及储气装置，包括风力发电机组、压缩机组、膨胀机组、就地负荷塔以及中心负荷塔；

3、所述风力发电机组设置在海面上，所述就地负荷塔位于所述海面的沿岸上，所述中心负荷塔位于陆地上；

4、所述压缩机组至少包括一个轴流压缩机和一个与所述轴流压缩机连接的离心压缩机，所述膨胀机组至少包括一个高压膨胀机和一个与所述高压膨胀机连接的低压膨胀机，所述高压膨胀机与所述离心压缩机之间设置有共用换热器；所述风力发电机组分别与所述就地负荷塔的输入端和所述轴流压缩机的输入端连接，所述离心压缩机的输出端与所述高压膨胀机的输入端连接，所述低压膨胀机的输出端与所述中心负荷塔的输入端连接；

5、所述陆地的高山上设置有至少一个高山横向储气库，所述高山横向储气库的输入端和所述离心压缩机的输出端连接，所述高山横向储气库的输出端和所述高压膨胀机的输入端连接。

6、在一些实施例中，所述轴流压缩机和所述高山横向储气库均包括一个；

7、所述离心压缩机包括第一离心压缩机和第二离心压缩机，所述第一离心压缩机的输入端与所述轴流压缩机的输出端连接，所述第一离心压缩机的输出端与所述第二离心压缩机的输入端连接，所述第二离心压缩机的输出端与所述高压膨胀机的输入端连接。

8、在一些实施例中，还包括缓冲罐，所述缓冲罐的输入端通过第一调节阀与所述第二离心压缩机的输出端连接，所述缓冲罐的输出端通过第二调节阀与所述第二离心压缩机的输入端连接；

9、所述高山横向储气库通过第三调节阀分别与所述第一调节阀的输出端和第二调节阀的输入端连接。

10、在一些实施例中，所述第一调节阀和所述缓冲罐的输入端之间、所述第二调节阀和所述缓冲罐的输出端之间共用蓄冷换热器；

11、所述蓄冷换热器与所述缓冲罐的输入端之间设置有降压装置；和/或，所述蓄冷换热器与所述缓冲罐的输出端之间设置有升压装置。

12、在一些实施例中，所述轴流压缩机包括第一轴流压缩机和第二轴流压缩机，所述离心压缩机包括第三离心压缩机和第四离心压缩机；

13、所述第一轴流压缩机的输入端与所述风力发电机组连接，所述第一轴流压缩机的输出端与所述第二轴流压缩机的输入端连接，所述第二轴流压缩机的输出端与所述第三离心压缩机的输入端连接，所述第三离心压缩机的输出端与所述第四离心压缩机的输入端连接，所述第四离心压缩机的输出端与所述高压膨胀机的输入端连接。

14、在一些实施例中，所述膨胀机组还包括中压膨胀机，所述中压膨胀机的输入端与所述高压膨胀机的输出端连接，所述中压膨胀机的输出端与所述低压膨胀机的输入端连接。

15、在一些实施例中，所述高山横向储气库包括第一高山横向储气库和第二高山横向储气库，且所述第一高山横向储气库的容量大于所述第二高山横向储气库的容量；

16、所述第一高山横向储气库的输入端、所述第二高山横向储气库的输入端均通过第四调节阀与所述第四离心压缩机的输出端连接，所述第一高山横向储气库的输出端、所述第二高山横向储气库的输出端均通过第五调节阀与所述第四离心压缩机的输入端连接。

17、在一些实施例中，所述轴流压缩机包括一个，所述离心压缩机包括第五离心压缩机、第六离心压缩机和第七离心压缩机，所述第五离心压缩机输入端与所述轴流压缩机的输出端连接，所述第五离心压缩机的输出端与所述第六离心压缩机的输入端连接，所述第六离心压缩机的输出端和所述第七离心压缩机的输入端连接，所述第七离心压缩机的输出端与所述高压膨胀机的输入端连接。

18、在一些实施例中，所述膨胀机组还包括中压膨胀机，所述中压膨胀机的输入端与所述高压膨胀机的输出端连接，所述中压膨胀机的输出端与所述低压膨胀机的输入端连接。

19、在一些实施例中，所述高山横向储气库包括第三高山横向储气库、第四高山横向储气库和第五高山横向储气库，且所述第三高山横向储气库的容量大于所述第四高山横向储气库的容量，所述第四高山横向储气库的容量大于所述第五高山横向储气库的容量；

20、所述第三高山横向储气库的输入端、所述第五高山横向储气库的输入端均通过第六调节阀与所述第七离心压缩机的输出端连接；

21、所述第三高山横向储气库的输出端、所述第五高山横向储气库的输出端均通过第七调节阀与所述第七离心压缩机的输入端连接；

22、所述第四高山横向储气库的输入端通过第八调节阀与所述第三高山横向储气库的输出端连接，所述第四高山横向储气库的输出端通过所述第七调节阀与所述第五高山横向储气库的输出端连接。

23、本发明实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

24、本发明实施例提供了一种基于风储输的新型压储系统及储气装置，包括风力发电机组、压缩机组、膨胀机组、就地负荷塔以及中心负荷塔。风力发电机组设置在海面上，就地负荷塔位于海面的沿岸上，中心负荷塔位于陆地上。压缩机组至少包括一个轴流压缩机和一个与轴流压缩机连接的离心压缩机，膨胀机组至少包括一个高压膨胀机和一个与高压膨胀机连接的低压膨胀机，高压膨胀机与离心压缩机之间设置有共用换热器。风力发电机组分别与就地负荷塔的输入端和轴流压缩机的输入端连接，离心压缩机的输出端与高压膨胀机的输入端连接，低压膨胀机的输出端与中心负荷塔的输入端连接。陆地的高山上设置有至少一个高山横向储气库，高山横向储气库的输入端和离心压缩机的输出端连接，高山横向储气库的输出端和高压膨胀机的输入端连接。也就是说，相比于需要从地面向下挖掘竖井并在竖井的底部挖掘气室后再设置密封层、衬砌和围岩等形成储气库的方式而言，本发明实施例的基于风储输的新型压储系统及储气装置，通过在高山上设置高山横向储气库，实现对气体的压缩存储，从而使得整个高山横向储气库的结构简单且施工简便。此外，本发明实施例的基于风储输的新型压储系统及储气装置，通过设置压缩机组包括离心压缩机和轴流压缩机，膨胀机组包括高压膨胀机和低压膨胀机，且高压膨胀机和离心压缩机设置共用换热器，从而可以实现高效大流量、低压损以及紧凑化布置。