一种压缩空气储能系统及方法与流程

1.本发明涉及储能技术领域，具体涉及一种压缩空气储能系统及方法。


背景技术：

2.压缩空气蓄能技术是一种新型蓄能蓄电技术。压缩空气储能是指在高压情况下通过压缩空气来存储大量的可再生能源，然后在用电高峰期(如白天)释放压缩空气进行发电。压缩空气储能技术具有储能容量大、储能周期长、投资小、环保等优点，具有广阔的发展前景。
3.现有的压缩空气储能系统多采用无补燃绝热压缩系统，储能时必须把常压空气压缩至高压压缩空气进行储存，并通过换热器对压缩热进行回收；释能时将高压空气通过多级串联的膨胀机膨胀至大气压并排入大气。由于受到膨胀机正常工作运行范围的影响，多级串联的膨胀机的运行范围基本与单级膨胀机的运行范围相同，运行范围约为30％-100％，由于系统释能过程就是膨胀机做功发电过程，因此膨胀机的运行范围与系统释能时可调节的运行范围相同，这就使得压缩空气储能系统释能时可调节的运行范围较窄，极大影响了压缩空气储能系统的推广及应用。


技术实现要素：

4.因此，本发明要解决的技术问题在于现有的压缩空气储能系统的膨胀机的运行范围较窄，导致释能时可调节的运行范围较窄的缺陷，从而提供一种膨胀机的运行范围和释能时可调节的运行范围较宽、拓展了系统的释能运行边界的压缩空气储能系统及方法。
5.为了解决上述问题，本发明提供了一种压缩空气储能系统，包括：
6.压缩装置；
7.多级储气装置，包括主储气装置和若干个分级储气装置，主储气装置进气口与压缩装置出气口连通，主储气装置的第一出气口分别与分级储气装置进气口连通；
8.多级膨胀装置，包括若干个串联连接的分级膨胀机，多级膨胀装置进气口与主储气装置的第二出气口连通，每级分级膨胀机进气口对应与相应级的分级储气装置出气口连通。
9.作为压缩空气储能系统的优选技术方案，还包括压力调节装置，所述压力调节装置设置在所述第二出气口和所述多级膨胀装置进气口之间的管路上，每级分级膨胀机通过旁路管路与压力调节装置连通。
10.作为压缩空气储能系统的优选技术方案，所述压力调节装置包括引射器。
11.作为压缩空气储能系统的优选技术方案，还包括换热装置，所述换热装置包括第一换热器、第二换热器和级间换热器，所述第一换热器设置在所述压缩装置出气口和所述主储气装置进气口之间的管路上，所述第二换热器设置在所述压力调节装置与所述多级膨胀装置进气口之间，所述级间换热器设置在相邻两级所述分级膨胀机进气口之间的管路上。
12.作为压缩空气储能系统的优选技术方案，所述旁路管路上设置有旁路调节阀。
13.作为压缩空气储能系统的优选技术方案，所示旁路管路设置有隔离阀。
14.作为压缩空气储能系统的优选技术方案，还包括储能装置，所述第一换热器、所述第二换热器和所述级间换热器与所述储能装置连通。
15.作为压缩空气储能系统的优选技术方案，所述储能装置包括高温储热单元和低温储热单元，所述高温储热单元和所述低温储热单元连通。
16.作为压缩空气储能系统的优选技术方案，每级所述分级储气装置进气口处均设有储气入口开关部件，出气口处设有储气排出开关部件。
17.一种压缩空气储能方法，所述压缩空气储能系统的多级储气装置包括主储气装置、第一分级储气装置和第二分级储气装置，所述压缩空气储能系统的多级膨胀装置包括第一分级膨胀机、第二分级膨胀机和第三分级膨胀机，所述压缩空气储能方法包括储能过程和释能过程；
18.所述释能过程包括以下步骤：
19.s21、膨胀释能：主储气装置通过所述第一分级膨胀机、所述第二分级膨胀机和所述第三分级膨胀机对高压压缩空气膨胀做功发电；系统稳定后，通过第一分级膨胀机出气口压缩空气以及压力调节装置对主储气装置出气口的压力进行调节；
20.s22、低负荷膨胀释能：调节每级分级膨胀机进气口处的空气流量；
21.s23、超低负荷膨胀释能：压缩空气通过所述第一分级膨胀机和所述第二分级膨胀机做功发电后，储存在第二分级储气装置中；继续降低发电负荷，所述压缩空气仅通过所述第一分级膨胀机做功发电后，储存在所述第一分级储气装置中；
22.s24、分级储气库排气：关闭主储气装置的第一出气口，关闭隔离阀，第二分级储气装置排气推动第三分级膨胀机做功，直至第二分级储气装置降低至最低压力后关闭第二分级储气装置出气口处的储气排出开关部件；然后打开隔离阀，第一分级储气装置排气直接推动第三分级膨胀机做功，直至第一分级储气装置降低至最低压力后完成排气。
23.本发明技术方案，具有如下优点：
24.1.本发明提供的压缩空气储能系统，包括压缩装置、多级储气装置和多级膨胀装置；多级储气装置包括主储气装置和若干个分级储气装置，主储气装置进气口与压缩装置出气口连通，主储气装置的第一出气口分别与分级储气装置进气口连通；多级膨胀装置包括若干个串联连接的分级膨胀机，多级膨胀装置进气口与主储气装置的第二出气口连通，每级分级膨胀机进气口对应与相应级的分级储气装置出气口连通。本发明的压缩空气储能系统通过设置多级储气装置，多级储气装置与多级膨胀装置配合，可切换每级分级膨胀机与相应级的分级储气装置单独运行，实现了串联多级膨胀装置的单独运行，提高膨胀机的运行范围和系统释能时可调节的运行范围，拓展了系统的释能运行边界，且避免多级膨胀机低负荷运行导致的膨胀机效率下降的问题，实现系统高效稳定运行。
25.2.本发明提供的压缩空气储能系统，还包括压力调节装置，压力调节装置设置在第二出气口和多级膨胀装置进气口之间的管路上，每级分级膨胀机通过旁路管路与压力调节装置连通。通过设置旁路管路使每级分级膨胀机与压力调节装置相连，通过压力调节引射器引射每级分级膨胀机出口排出的乏气，调节压缩空气压力，避免了采用传统技术中的节流阀所带来的节流损失，提高压缩空气储能系统效率。
26.3.本发明提供的压缩空气储能系统，还包括换热装置，换热装置包括第一换热器、第二换热器和级间换热器，第一换热器设置在压缩装置出气口和主储气装置进气口之间的管路上，第二换热器设置在压力调节装置与多级膨胀装置进气口之间，级间换热器设置在相邻两级分级膨胀机进气口之间的管路上。通过设置第一换热器将通过压缩装置压缩后的高压高温的空气进行换热，使高温高压的空气转变为高压低温的空气进入主储气装置；通过设置第二换热器使通过压力调节装置的高压高温的空气进行换热，使高温高压的空气进入多级膨胀装置；通过设置级间换热器，可对每一分级膨胀机之间的空气进行加热，以满足系统运行要求。
27.4.本发明提供的压缩空气储能系统，还包括储能装置，第一换热器、第二换热器和级间换热器均与储能装置连通，储能装置包括高温储热单元和低温储热单元，高温储热单元和低温储热单元连通。通过设置储能装置，第一换热器、第二换热器和级间换热器将气体压缩过程中放出的热量传递存储于高温储热单元中，该热量用于在膨胀过程中对压缩空气进行加热，低温储热单元中储存换热后的低温换热工质，使换热工质可循环使用，从而避免了能源浪费，提高了能量利用效率，大大降低了压缩空气储能系统的运行成本。
28.5.本发明提供的压缩空气储能系统，每级分级储气装置进气口处均设有储气入口开关部件，出气口处设有储气排出开关部件。通过在每级分级储气装置进气口和出气口分别设置开关部件，可控制每级分级储气装置单独运行，实现系统高效稳定运行，提高系统运行效率。
29.6.本发明提供的压缩空气储能方法，由于包括上述的压缩空气储能系统，使得压缩空气储能方法具有压缩空气储能系统的有益效果，在此不再赘述。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本发明的压缩空气储能系统的结构示意图。
32.附图标记说明：
33.1、压缩装置；2、主储气装置；3、第一分级储气装置；4、第二分级储气装置；5、电动机；6、引射器；7、第一分级膨胀机；8、第二分级膨胀机；9、第三分级膨胀机；10、发电机；11、第一换热器；12、第二换热器；13、第三换热器；14、第四换热器；15、储热罐；16、储冷罐；17、储气旁路；18、旁路管路；19、旁路调节阀；20、第一级间管路阀；21、第二级间管路阀；22、一级储气入口阀；23、二级储气入口阀；24、一级储气排出阀；25、二级储气排出阀；26、隔离阀。
具体实施方式
34.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
38.如图1所示，是本发明压缩空气储能系统的优选实施例。这种压缩空气储能系统释能时可调节的运行范围较宽，拓展了系统的释能运行边界。
39.本实施例的压缩空气储能系统，包括压缩装置、多级储气装置和多级膨胀装置；多级储气装置包括主储气装置2和若干个分级储气装置，主储气装置2进气口与压缩装置出气口连通，主储气装置2的第一出气口分别与分级储气装置进气口连通；多级膨胀装置包括若干个串联连接的分级膨胀机，多级膨胀装置进气口与主储气装置2的第二出气口连通，每级分级膨胀机出气口对应与相应级的分级储气装置出气口连通。
40.本实施例的多级储气装置包括主储气装置2、第一分级储气装置3和第二分级储气装置4，主储气装置2、第一分级储气装置3和第二分级储气装置4均为储气罐。压缩装置1包括一个或多个压缩机，常压空气经压缩机压缩后存储于主储气装置2中，主储气装置2通过储气旁路17分别与第一分级储气装置3和第二分级储气装置4连通。压缩空气储能系统的多级膨胀装置包括第一分级膨胀机7、第二分级膨胀机8和第三分级膨胀机9，每一级膨胀机的出气口均连接一个发电机10。
41.上述的压缩空气储能系统通过设置多级储气装置，多级储气装置与多级膨胀装置配合，可切换每级分级膨胀机与相应级的分级储气装置单独运行，实现了串联多级膨胀装置的单独运行，提高膨胀机的运行范围和系统释能时可调节的运行范围，拓展了系统的释能运行边界，且避免多级膨胀机低负荷运行导致的膨胀机效率下降的问题，实现系统高效稳定运行。
42.在一个优选的实施方式中，本实施例的压缩空气储能系统还包括压力调节装置，压力调节装置设置在第二出气口和多级膨胀装置进气口之间的管路上，每级分级膨胀机通过旁路管路18与压力调节装置连通。具体地，如图1所示，压力调节装置的进口与第二出气口连通，压力调节装置的出气口与第一分级膨胀机7的进气口连通，并且第一分级膨胀机7、第二分级膨胀机8和第三分级膨胀机9通过旁路管路18与压力调节装置进气口连通，通过设置压力调节装置，可对主储气装置2的出口压力进行调节，减少了多级膨胀机低负荷运行时由于节流导致的节流损失，提高系统运行的效率及稳定性。
43.在一个优选的实施方式中，压力调节装置包括引射器6。第二出气口与引射器6的进气口相连通，以将储存在主储气装置2的压缩空气通入到引射器6中；引射器6的出气口用于连通第一分级膨胀机7，以将减压后的空气通入到第一分级膨胀机7，同时每级分级膨胀
机通过旁路管路18与引射器6连通，通过引射器6引射每级分级膨胀机出口排出的乏气，将高压空气与膨胀装置级间压力较低的乏气混合，降低膨胀装置总进气口压力并增大流量，调节压缩空气压力，避免了采用传统技术中的节流阀所带来的节流损失，提高压缩空气储能系统效率。
44.在一个优选的实施方式中，旁路管路18上设置有旁路调节阀19。具体地，如图1所示，引射器6与第一分级膨胀机7之间的旁路管路18上设有旁路调节阀19，第一分级膨胀机7与第二分级膨胀机8之间的旁路管路18上设有第一级间管路阀20，第二分级膨胀机8与第三分级膨胀机9之间的旁路管路18上设有第二级间管路阀21，旁路调节阀19、第一级间管路阀20和第二级间管路阀21均与控制器连接，控制器通过控制旁路调节阀19、第一级间管路阀20和第二级间管路阀21对旁路管路18内的流量进行调节，进而对每级分级膨胀机出口排出的乏气的流量进行调节，通过引射器6引射每级分级膨胀机出口排出的乏气，对压缩空气的压力进行调节。
45.在一个优选的实施方式中，旁路管路18上还设置有隔离阀26。具体地，如图1所示，隔离阀26设置在第一分级膨胀机7和第三分级膨胀机9之间的旁路管路18上，隔离阀26可防止旁路管路18中的空气从第三分级膨胀机9窜流到第一分级膨胀机7。
46.在一个优选的实施方式中，本实施例的压缩空气储能系统还包括换热装置，换热装置包括第一换热器11、第二换热器12和级间换热器，第一换热器11设置在压缩装置出气口和主储气装置2进气口之间的管路上，第二换热器12设置在压力调节装置与多级膨胀装置进气口之间，级间换热器设置在相邻两级分级膨胀机进气口之间的管路上。具体地，如图1所示，级间换热器包括第三换热器13和第四换热器14，第三换热器13设置在第一分级膨胀机7与第二分级膨胀机8之间，第四换热器14设置在第二分级膨胀机8与第三分级膨胀机9之间。第一换热器11、第二换热器12、第三换热器13和第四换热器14采用直接接触式换热器，如气体冷凝器，冷热流体直接接触进行换热，通过设置第一换热器11将通过压缩装置压缩后的高压高温的空气进行换热，使高温高压的空气转变为高压低温的空气进入主储气装置2；通过设置第二换热器12使通过压力调节装置的高压高温的空气进行换热，使高温高压的空气进入多级膨胀装置；通过设置级间换热器，可对每一分级膨胀机之间的空气进行加热，以满足系统运行要求，保证系统高效稳定运行。
47.在一个优选的实施方式中，还包括储能装置，第一换热器11、第二换热器12和级间换热器均与储能装置连通；储能装置包括高温储热单元和低温储热单元，高温储热单元和低温储热单元连通。具体地，如图1所示，高温储热单元包括储热罐15，低温储热单元包括储冷罐16，在压缩装置1和主储气装置2之间的管路上设置有第一换热器11，第一换热器11与储热罐15和储冷罐16连通，高压高温的空气通过第一换热器11进行换热后储存于主储气装置2，放出的热量存储在储热罐15中，同时换热工质换热后的低温换热工质存储在储冷罐16中；在引射器6与第一分级膨胀机7之间的管路上设置第二换热器12，第二换热器12与储热罐15和储冷罐16连接，高压低温的空气通过第二换热器12进行换热后进入第一分级膨胀机7，同时换热工质换热后的低温换热工质存储在储冷罐16中，第三换热器13对第一分级膨胀机7与第二分级膨胀机8之间的空气进行加热，第四换热器14对第二分级膨胀机8与第三分级膨胀机9之间的空气进行加热，第一换热器11和第二换热器12将气体压缩过程中放出的热量传递存储于储热罐15中，该热量用于膨胀过程中气体加热，将压缩热利用起来，储冷罐
16中储存换热后的低温换热工质，第三换热器13和第四换热器14利用该压缩热对各分级膨胀机之间的空气进行加热，使换热工质可循环使用，从而避免了能源浪费，提高了能量利用效率，大大降低了压缩空气储能成本。
48.在一个优选的实施方式中，每级分级储气装置进气口处均设有储气入口开关部件，出气口处设有储气排出开关部件。具体地，如图1所示，储气入口开关部件包括一级储气入口阀22和二级储气入口阀23，储气排出开关部件包括一级储气排出阀24和二级储气排出阀25，一级储气入口阀22设置在第一分级储气装置3的进气口处，一级储气排出阀24设置在第一分级储气装置3的出气口处，二级储气入口阀23设置在第二分级储气装置4的进气口处，二级储气排出阀25设置在第二分级储气装置4的出气口，一级储气入口阀22、二级储气入口阀23、一级储气排出阀24和二级储气排出阀25均与控制器连接。通过设置储气入口开关部件和储气排出开关部件，控制器通过控制一级储气入口阀22、二级储气入口阀23、一级储气排出阀24和二级储气排出阀25，对第一分级储气装置3和第二分级储气装置4的开闭进行控制，以实现对单个分级储气装置及单个分级膨胀机进行控制，提高系统运行效率。
49.本实施例还提出了一种压缩空气储能方法，压缩空气储能系统的多级储气装置包括主储气装置2、第一分级储气装置3和第二分级储气装置4，压缩空气储能系统的多级膨胀装置包括第一分级膨胀机7、第二分级膨胀机8和第三分级膨胀机9，压缩空气储能方法包括储能过程和释能过程；其中，储能过程为通过压缩装置将常压空气压缩后成为高温高压空气，对主储气装置2内和若干分级储气装置进行充气。具体步骤为：
50.s11、启动准备，关闭旁路调节阀19、一级储气排出阀24和二级储气排出阀25，打开主储气装置2入口处的阀门、一级储气入口阀22和二级储气入口阀23，使储气旁路17畅通；s12、多级储气库储气准备，启动压缩机、第一换热器11和第二换热器12，为主储气装置2、第一分级储气装置3和第二分级储气装置4充气。当压缩空气压力达到第二分级储气装置4的最低运行压力p2min时，关闭二级储气入口阀23；然后继续充气，当压缩空气压力达到第一分级储气装置3的最低运行压力p1min时，关闭一级储气入口阀22，完成多级储气库储气准备；s13、压缩储能，继续通过压缩机对主储气装置2进行充气，完成储能过程。
51.其中，释能过程包括以下步骤：
52.s21、膨胀释能：主储气装置2通过第一分级膨胀机7、第二分级膨胀机8和第三分级膨胀机9对高压压缩空气膨胀做功发电；系统稳定后，通过第一分级膨胀机7出气口压缩空气以及压力调节装置对主储气装置2出气口的压力进行调节；
53.s22、低负荷膨胀释能：调节每级分级膨胀机进气口处的空气流量；
54.s23、超低负荷膨胀释能：压缩空气通过第一分级膨胀机7和第二分级膨胀机8做功发电后，储存在第二分级储气装置4中；继续降低发电负荷，压缩空气仅通过第一分级膨胀机7做功发电后，储存在第一分级储气装置3中。
55.s24、分级储气库排气：关闭主储气装置2的第一出气口，关闭隔离阀26，第二分级储气装置4排气推动第三分级膨胀机9做功，直至第二分级储气装置4降低至最低压力后关闭第二分级储气装置4出气口处的储气排出开关部件；然后打开隔离阀26，第一分级储气装置7排气直接推动第三分级膨胀机9做功，直至第一分级储气装置7降低至最低压力后完成排气。
56.释能过程包括膨胀释能、低负荷膨胀释能、超低负荷膨胀释能三个步骤，具体地，
膨胀释能过程为第一分级膨胀机7、第二分级膨胀机8和第三分级膨胀机9同时开启，使得三级膨胀机串联运行，主储气装置2通过第一分级膨胀机7及与该级膨胀机连接的发电机10、第二分级膨胀机8及与该级膨胀机连接的发电机10、第三分级膨胀机9及与该级膨胀机连接的发电机10对高压压缩空气膨胀做功发电，第三换热器13对进入通过第一分级膨胀机7的压缩空气进行加热，第四换热器14对进入通过第二分级膨胀机8的压缩空气进行加热；待运行至系统稳定后，打开旁路调节阀19，使第一分级膨胀机7出口的压缩空气与引射器6对主储气装置2的出口压力进行调节，通过压力调节引射器6引射每级分级膨胀机出口排出的乏气，调节压缩空气压力，避免了采用传统技术中的节流阀所带来的节流损失，提高压缩空气储能系统效率。
57.在释能过程中的低负荷膨胀释能过程，通过第一分级膨胀机7的入口调节阀、第二分级膨胀机8的入口调节阀和第三分级膨胀机9的入口调节阀调节空气流量，进而同时对进入第一分级膨胀机7、第二分级膨胀机8及第三分级膨胀机9的空气流量进行调节，使进入第一分级膨胀机7、第二分级膨胀机8及第三分级膨胀机9的空气流量均变小，此时使串联运行的第一分级膨胀机7、第二分级膨胀机8及第三分级膨胀机9的输出功率同时减小，继而使与第一分级膨胀机7、第二分级膨胀机8及第三分级膨胀机9分别连接的发电机10的发电功率均降低，该低负荷膨胀释能过程通过调节每级分级膨胀机入口处的空气流量，使压缩空气储能系统的运行工况从100％降至30％。
58.在释能过程中的超低负荷膨胀释能过程，通过将多级膨胀装置进行解耦，可实现每级分级膨胀机单独运行，具体为，打开二级储气排出阀25，关闭第一级间管路阀20和第二级间管路阀21，压缩空气通过第一分级膨胀机7和第二分级膨胀机8做功发电后，储存在第二分级储气装置4中；继续降低发电负荷，打开一级储气排出阀24，关闭二级储气排出阀25、第一级间管路阀20和第二级间管路阀21，压缩空气仅通过第一分级膨胀机7做功发电后，储存在第一分级储气装置3中。该超低负荷膨胀释能过程可切换第一分级膨胀机7与第二分级膨胀机8同时做功发电或仅通过第一分级膨胀机7做功模式，使系统的运行工况从30％继续下降至10％及以下，提高膨胀机的运行范围和系统释能时可调节的运行范围，使运行范围从30％至100％提高到10％及以下至100％，拓展了系统的释能运行边界，且避免多级膨胀机低负荷运行导致的膨胀机效率下降的问题，实现系统高效稳定运行。
59.在释能过程中的分级储气库排气过程，关闭主储气装置(2)的第一出气口，关闭隔离阀(26)，第二分级储气装置(4)排气推动第三分级膨胀机(9)做功，直至第二分级储气装置(4)降低至最低压力后关闭二级储气排出阀(25)；然后打开隔离阀(26)，第一分级储气装置(7)排气直接推动第三分级膨胀机(9)做功，直至第一分级储气装置(7)降低至最低压力后完成排气过程。
60.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种压缩空气储能系统，其特征在于，包括：压缩装置(1)；多级储气装置，包括主储气装置(2)和若干个分级储气装置，主储气装置(2)进气口与压缩装置(1)出气口连通，主储气装置(2)的第一出气口分别与分级储气装置进气口连通；多级膨胀装置，包括若干个串联连接的分级膨胀机，多级膨胀装置进气口与主储气装置(2)的第二出气口连通，每级分级膨胀机进气口对应与相应级的分级储气装置出气口连通。2.根据权利要求1所述的压缩空气储能系统，其特征在于，还包括压力调节装置，所述压力调节装置设置在所述第二出气口和所述多级膨胀装置进气口之间的管路上，每级分级膨胀机通过旁路管路(18)与压力调节装置连通。3.根据权利要求2所述的压缩空气储能系统，其特征在于，所述压力调节装置包括引射器(6)。4.根据权利要求2所述的压缩空气储能系统，其特征在于，还包括换热装置，所述换热装置包括第一换热器(11)、第二换热器(12)和级间换热器，所述第一换热器(11)设置在所述压缩装置(1)出气口和所述主储气装置(2)进气口之间的管路上，所述第二换热器(12)设置在所述压力调节装置与所述多级膨胀装置进气口之间，所述级间换热器设置在相邻两级所述分级膨胀机进气口之间的管路上。5.根据权利要求2所述的压缩空气储能系统，其特征在于，所述旁路管路(18)上设置有旁路调节阀(19)。6.根据权利要求2所述的压缩空气储能系统，其特征在于，所示旁路管路(18)设置有隔离阀(26)。7.根据权利要求4所述的压缩空气储能系统，其特征在于，还包括储能装置，所述第一换热器(11)、所述第二换热器(12)和所述级间换热器均与所述储能装置连通。8.根据权利要求7所述的压缩空气储能系统，其特征在于，所述储能装置包括高温储热单元和低温储热单元，所述高温储热单元和所述低温储热单元连通。9.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩空气储能系统，其特征在于，每级所述分级储气装置进气口处均设有储气入口开关部件，出气口处设有储气排出开关部件。10.一种如权利要求1至9任一项所述压缩空气储能系统的压缩空气储能方法，其特征在于，所述压缩空气储能系统的多级储气装置包括主储气装置(2)、第一分级储气装置(3)和第二分级储气装置(4)，所述压缩空气储能系统的多级膨胀装置包括第一分级膨胀机(7)、第二分级膨胀机(8)和第三分级膨胀机(9)，所述压缩空气储能方法包括储能过程和释能过程；所述释能过程包括以下步骤：s21、膨胀释能：主储气装置(2)通过所述第一分级膨胀机(7)、所述第二分级膨胀机(8)和所述第三分级膨胀机(9)对高压压缩空气膨胀做功发电；系统稳定后，通过第一分级膨胀机(7)出气口压缩空气以及压力调节装置对主储气装置(2)出气口的压力进行调节；s22、低负荷膨胀释能：调节每级分级膨胀机进气口处的空气流量；s23、超低负荷膨胀释能：压缩空气通过所述第一分级膨胀机(7)和所述第二分级膨胀机(8)做功发电后，储存在第二分级储气装置(4)中；继续降低发电负荷，所述压缩空气仅通
过所述第一分级膨胀机(7)做功发电后，储存在所述第一分级储气装置(3)中；s24、分级储气库排气：关闭主储气装置(2)的第一出气口，关闭隔离阀(26)，第二分级储气装置(4)排气推动第三分级膨胀机(9)做功，直至第二分级储气装置(4)降低至最低压力后关闭第二分级储气装置(4)出气口处的储气排出开关部件；然后打开隔离阀(26)，第一分级储气装置(7)排气直接推动第三分级膨胀机(9)做功，直至第一分级储气装置(7)降低至最低压力后完成排气。

技术总结
本发明提供了一种压缩空气储能系统及方法，涉及储能技术领域，本发明提供的压缩空气储能系统包括：压缩装置、多级储气装置和多级膨胀装置；多级储气装置，包括主储气装置和若干个分级储气装置，主储气装置进气口与压缩装置出气口连通，主储气装置的第一出气口分别与分级储气装置进气口连通；多级膨胀装置，包括若干个串联连接的分级膨胀机，多级膨胀装置进气口与主储气装置的第二出气口连通，每级分级膨胀机进气口对应与相应级的分级储气装置出气口连通。本发明的压缩空气储能系统在释能时可调节的运行范围较宽，拓展了系统的释能运行边界。边界。边界。


技术研发人员：耿宣 汪洋 王争荣 苏军划 何佳 王凯亮 白永锋 沈明忠
受保护的技术使用者：华电环保系统工程有限公司
技术研发日：2023.02.03
技术公布日：2023/5/16