多模式一体化储能系统的制作方法

1.本技术涉及能源储存和利用技术领域，尤其涉及一种多模式一体化储能系统。


背景技术：

2.随着可再生能源的大规模并网发电，对电力系统安全稳定性提出了更高要求。建立储能系统，利用储能系统实现较高的电力消纳水平，实现电网调频、调峰等作用，可以有效提高电网的稳定性。
3.目前，储能系统常见的储能模式有压缩气体储能，该储能系统包括压缩机、储气罐、加热室、透平以及发电机。在用电低谷时，发电系统中富裕的电量驱动压缩机压缩气体并将压缩气体存储至储气罐，实现电量的转化和储存。在用电高峰时，储气罐中存储的压缩气体通过加热室加热膨胀，进而驱动透平做功，以带动发电机发电，发电机发出的电量通过线路传输电网，实现电网的调频和调峰。然而，随着新能源技术的不断发展，单一模式的储能系统以无法满足电网的需求。


技术实现要素：

4.基于此，本技术提供了一种多模式一体化储能系统，以解决相关技术的不足。
5.本技术提供的多模式一体化储能系统，包括电动机、发电机、压缩气体储能单元、机械储能单元和热储能单元；
6.电动机与发电系统连接，发电机与电网连接；
7.压缩气体储能单元包括依次连接的压缩机、储气罐、第一加热室以及透平，压缩机与电动机连接，透平与发电机连接；
8.机械储能单元的输入端与压缩机连接，机械储能单元的输出端与发电机连接；
9.热储能单元包括热储能模块和汽轮机，热储能模块的输入端与发电系统连接，热储能模块的输出端与汽轮机连接，汽轮机与发电机连接。
10.在一种可能的实现方式中，机械储能单元包括储能罐、活塞杆和弹性件，储能罐与压缩机连接，活塞杆的第一端伸入储能罐中，并与储能罐滑动连接，活塞杆的第二端伸出储能罐并与发电机传动连接，弹性件设置在储能罐中并与活塞杆连接；机械储能单元在储能时，活塞杆带动弹性件发生弹性变形。
11.在一种可能的实现方式中，储能罐还与汽轮机连接。
12.在一种可能的实现方式中，储能罐的容置腔中设置有多个容器，多个容器之间具有间隔区域，活塞杆的数量为多个，多个活塞杆的第一端一一对应伸入多个容器内，各活塞杆的第一端均设置有活塞，活塞将容器分隔为第一腔室和第二腔室，第一腔室与间隔区域连通，各容器中分别设置有连接相应活塞杆的弹性件；
13.机械储能单元在储能时，压缩机向间隔区域通入压缩气体。
14.在一种可能的实现方式中，机械储能单元还包括连接件、螺杆、主动轮和支架，连接件分别与各活塞杆的第二端连接，螺杆的端部连接于连接件背离活塞杆的一侧，支架固
定安装于储能罐的一侧，主动轮转动安装于支架上，主动轮分别与螺杆和发电机传动连接。
15.在一种可能的实现方式中，机械储能单元还包括从动轮，从动轮的直径大于主动轮的直径，从动轮分别与主动轮和发电机传动连接。
16.在一种可能的实现方式中，热储能模块包括第二加热室、第一冷盐储罐、热盐储罐和蒸汽发生器；
17.第二加热室与发电系统连接，第二加热室的进料端连接第一冷盐储罐的出料端，第二加热室的出料端连接热盐储罐的进料端，热盐储罐的出料端连接蒸汽发生器的进料端，蒸汽发生器的出气口连接汽轮机，蒸汽发生器的出料端连接第一冷盐储罐的进料端。
18.在一种可能的实现方式中，热储能模块还包括第二冷盐储罐，热盐储罐的出料端还连接第一加热室的进料端，第一加热室的出料端连接第二冷盐储罐的进料端，第二加热室的进料端分别与第一冷盐储罐的出料端和第二冷盐储罐的出料端连接。
19.在一种可能的实现方式中，多模式一体化储能系统还包括冷凝器，冷凝器连接于汽轮机的出气口与蒸汽发生器的进液口之间。
20.在一种可能的实现方式中，压缩机与储气罐通过第一管路连接，第一管路上设置有第一阀门，储气罐与第一加热室通过第二管路连接，第二管路上设置有第二阀门，压缩机与储能罐通过第三管路连接，第三管路上设置有第三阀门，储能罐与汽轮机通过第四管路连接，第四管路上设置有第四阀门。
21.本技术提供的多模式一体化储能系统，其设置有压缩气体储能单元、机械储能单元和热储能单元，通过三种储能单元可以共同实现电量的转化、存储和反输送。且压缩气体储能单元、机械储能单元和热储能单元可以协同互补，相较于单一储能模式的储能系统而言，多模式一体化储能系统具有合理的储能时长以及响应速度。此外，多模式一体化储能系统通过三种不同的储能单元存储电量，将电网未能消纳的电量进行储存，提高了电量存储效率，有效降低电网的波动、提升了电网的稳定性，实现电网的调频和调峰。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，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。
23.图1为本技术实施例提供的多模式一体化储能系统的结构示意图；
24.图2为本技术实施例提供的一种机械储能单元的结构示意图；
25.图3为本技术实施例提供的另一种机械储能单元的结构示意图。
26.附图标记说明：
27.100-电动机；
28.200-发电机；
29.300-压缩气体储能单元；310-压缩机；320-储气罐；330-第一加热室；340-透平；350-第一管路；351-第一阀门；360-第二管路；361-第二阀门；
30.400-机械储能单元；410-储能罐；411-容器；4111-第一腔室；412-间隔区域；420-活塞杆；430-弹性件；440-连接件；450-螺杆；460-主动轮；470-从动轮；
31.500-热储能单元；510-热储能模块；511-第二加热室；512-第一冷盐储罐；513-热盐储罐；514-蒸汽发生器；515-第二冷盐储罐；520-汽轮机；
32.610-正输送线路；620-反输送线路；
33.700-冷凝器；
34.800-第三管路；810-第三阀门；
35.900-第四管路；910-第四阀门。
具体实施方式
36.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术的优选实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。下面结合附图对本技术的实施例进行详细说明。
37.在本技术的描述中，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”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
38.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者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技术的限制。
39.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
40.此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或显示器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或显示器固有的其它步骤或单元。
41.目前，储能系统通常为单一的储能模式，例如压缩气体储能系统或机械储能系统等。以压缩气体储能系统为例，在用电低谷时，发电系统中富裕的电量驱动压缩机压缩气体，通过存储压缩机压缩的气体实现电量的转化和储存。在用电高峰时，压缩气体驱动发电机发电，发电机发出的电量通过线路传输电网。然而，压缩气体储能系统在进行电量的转化和存储时具有较长的储能时长但其响应较慢。利用机械储能的储能系统具有较快的响应但其储能时长较短。且单一模式的储能系统对电量的存储效率较低，随着新能源技术的不断发展，单一模式的储能系统无法满足电网的需求。
42.经过反复思考与验证，本技术发明人发现，如果提供一种具有多种储能模式的储能系统，多种储能模式具有不同的响应速度和储能时长。该储能系统在对电量进行转化和存储的过程中，多种储能模式可以协同互补，相较于单一储能模式的储能系统而言，该储能
系统具有合理的储能时长以及响应速度，此外，多模式一体化储能系统通过三种不同的储能单元存储电量，将电网未能消纳的电量进行储存，可以有效提高电量的存储效率。
43.有鉴于此，本技术发明人设计了一种多模式一体化储能系统，其设置有压缩气体储能单元、机械储能单元和热储能单元。压缩气体储能单元的输入端连接电动机、输出端连接发动机，机械储能单元的输入端连接压缩气体储能单元的压缩机、输出端连接发电机，热储能单元包括热储能模块和汽轮机，热储能模块的输入端与发电系统连接，热储能模块的输出端与汽轮机连接，汽轮机与发电机连接。多模式一体化储能系统通过压缩气体储能单元、机械储能单元和热储能单元协调互补可以实现发电系统中富裕的电量的转化、存储和反输送，具有合理的储能时长以及响应速度，且电量的存储效率较高。
44.以下结合附图对本技术实施例提供的多模式一体化储能系统的技术方案进行详细描述。
45.图1为本技术实施例提供的多模式一体化储能系统的结构示意图，参照图1所示，本技术实施例提供的多模式一体化储能系统，包括电动机100、发电机200、压缩气体储能单元300、机械储能单元400和热储能单元500。电动机100与发电系统连接，发电机200与电网连接。压缩气体储能单元300包括依次连接的压缩机310、储气罐320、第一加热室330以及透平340，压缩机310与电动机100连接，透平340与发电机200连接。机械储能单元400的输入端与压缩机310连接，机械储能单元400的输出端与发电机200连接。热储能单元500包括热储能模块510和汽轮机520，热储能模块510的输入端与发电系统连接，热储能模块510的输出端与汽轮机520连接，汽轮机520与发电机200连接。
46.示意性的，如图1所示，发电系统可以通过正输送线路610分别连接电动机100和热储能单元500的输入端，正输送线路610可以设置有两条支路，其中一条支路连接电动机100，另一条支路连接热储能单元500的输入端。其中，发电系统可以为光伏发电系统或风力发电系统等，在此不做唯一限定。发电机200可以通过反输送线路620连接电网，在用电高峰时，发电机200发出的电量可以通过反输送线路620传输至电网，实现电网的调频和调峰。其中，透平340可以为径流式、轴流式或径轴流式等，在此不做唯一限定。
47.在用电低谷时，发电系统中富裕的电量可以通过正输送线路610传输至电动机100，电动机100将电能转化为机械能，进而驱动压缩机310将气体进行压缩。压缩机310压缩后的部分气体输送并存储至储气罐320中，以实现压缩气体储能单元300对电量的转化和储存。其中，储气罐320的数量可以为多个，本领域技术人员可以根据实际需要设置储气罐320的具体数量，在此不做唯一限定。压缩机310压缩后的另一部分气体输送至机械储能单元400，在机械储能单元400中，气体的压缩势能可以转化为机械能进行存储。未被压缩气体储能单元300和机械储能单元400存储的电量可以通过正输送线路610传输至热储能单元500的热储能模块510，该部分电量在热储能模块510中转化为热能进行存储。
48.用电高峰时，在压缩气体储能单元300中，储气罐320中存储的压缩气体可以输送至第一加热室330中进行加热使得压缩气体的体积膨胀，膨胀后的气体通过透平340做功，将气体的压缩势能转化为机械能并驱动发电机200发电。在机械储能单元400中存储的机械能驱动发电机200进行发电；在热储能模块510中存储的热能可以通过汽轮机520转化为机械能并驱动发电机200发电。发电机200在压缩气体储能单元300、机械储能单元400和热储能单元500共同驱动下发出的电量通过反输送线路620反输送至电网。
49.本技术提供的多模式一体化储能系统，其设置有压缩气体储能单元300、机械储能单元400和热储能单元500，通过三种储能单元可以共同实现电量的转化、存储和反输送。且压缩气体储能单元300、机械储能单元400和热储能单元500可以协同互补，相较于单一储能模式的储能系统而言，多模式一体化储能系统具有合理的储能时长以及响应速度。此外，多模式一体化储能系统通过三种不同的储能单元存储电量，将电网未能消纳的电量进行储存，提高了电量存储效率，有效降低电网的波动、提升了电网的稳定性，实现电网的调频和调峰。
50.图2为本技术实施例提供的一种机械储能单元的结构示意图；图3为本技术实施例提供的另一种机械储能单元的结构示意图。在一个实施例中，如图2-图3所示，机械储能单元400包括储能罐410、活塞杆420和弹性件430。储能罐410与压缩机310连接，活塞杆420的第一端伸入储能罐410中，并与储能罐410滑动连接，活塞杆420的第二端伸出储能罐410并与发电机200传动连接，弹性件430设置在储能罐410中并与活塞杆420连接。机械储能单元400在储能时，活塞杆420带动弹性件430发生弹性变形。
51.在用电低谷时，压缩机310压缩后的部分气体可以输送至储能罐410，该部分气体进入储能罐410中后可以推动活塞杆420运动且压缩气体存储在储能罐410中。活塞杆420在运动的过程中带动弹性件430发生弹性变形。其中，弹性件430可以为弹簧或由弹性材料例如橡胶制成的筒状结构，在此不做唯一限定。
52.在用电高峰时，可以释放储能罐410中存储的压缩气体，随着储能罐410中压缩气体的释放，弹性件430发生弹性恢复进而推动活塞杆420复位，活塞杆420复位过程中直接驱动发电机200发电。
53.此结构，在用电低谷时，随着储能罐410中压缩气体的通入，压缩气体推动活塞杆420运动使得弹性件430发生弹性变形，通过弹性件430的弹性变形实现机械能的存储。在用电高峰时，随着储能罐410中压缩气体的释放，弹性件430弹性恢复带动活塞杆420复位，活塞杆420在复位的过程中驱动发电机200发电，以实现机械能到电能的转化。
54.在一种可能的实现方式中，反输送线路620还设置有连接压缩机310的支路，在用电低谷时，活塞杆420在运动时带动发电机200产生的电量可以通过该支路传输至压缩机310并驱动压缩机310压缩气体。上述设置可以有效提升储能系统的能量利用效率，进而提高电量的存储效率。
55.在一个具体的实施例中，如图1所示，储能罐410还与汽轮机520连接。
56.在用电低谷时，随着压缩气体通入储能罐410，在储能罐410中不仅可以存储机械能还可以存储气体的压缩势能。在用电高峰时，机械储能单元400除实现机械能到电能的转化外，从储能罐410中释放的压缩气体可以通向汽轮机520，驱动汽轮机520做功进而驱动发电机200发电。
57.此结构，机械储能单元400可以实现气体压缩势能的二次存储，有效提高了储能系统的能量存储效率。在用电高峰，尤其电网的用电量剧增时，通过储能罐410存储的机械能以及气体的压缩势能驱动发电机200发电，实现有效增电上网，以达到了平衡电网的要求。
58.在一个具体的实施例中，如图2和图3所示，储能罐410的容置腔中设置有多个容器411，多个容器411之间具有间隔区域412。活塞杆420的数量为多个，多个活塞杆420的第一端一一对应伸入多个容器411内，各活塞杆420的第一端均设置有活塞。活塞将容器411分隔
为第一腔室4111和第二腔室，第一腔室4111与间隔区域412连通。各容器411中分别设置有连接相应活塞杆420的弹性件430。机械储能单元400在储能时，压缩机310向间隔区域412通入压缩气体。
59.示意性的，各容器411可以为筒状结构，可以在该筒状结构的侧壁上设置通孔以连通第一腔室4111和储能罐410中的间隔区域412。本领域技术人员可以根据实际需要设置储能罐410中容器411的具体数量，在此不做唯一限定。可以理解的，活塞杆420的数量与容器411的数量相同，各活塞杆420的第二端伸出相应容器411的第二腔室以及储能罐410，各容器411中均设置有弹性件430。在一种可能的实现方式中，压缩机310可以通过管路连接储能罐410，从而压缩机310压缩后的气体可以通入储能罐410中的间隔区域412。位于间隔区域412中的部分压缩气体可以进入各容器411的第一腔室4111并推动活塞杆420运动同时带动弹性件430发生弹性变形。
60.此结构，在储能罐410的容置腔中设置多个容器411，储能罐410在多个容器411之间的间隔区域412可以用于存储压缩气体，可以提高机械储能单元400的电量存储效率。此外，当弹性件430为弹性材料制成的筒状结构且设置于各容器411的第二腔室中时，上述设置可以提高机械储能单元400的能量转化率，具体而言，机械储能单元400在储能时，在同样的压力下，弹性件430的形变量更大。相应的，机械储能单元400在释放能量时，弹性件430的恢复量同样较高，机械储能单元400在释放能量时，可以减少存储在弹性件430中而无法释放的机械能，提高机械储能单元400的能量转化率。
61.在一个更加具体的实施例中，如图2和图3所示，机械储能单元400还包括连接件440、螺杆450、主动轮460和支架(图未示)，连接件440分别与各活塞杆420的第二端连接，螺杆450的端部连接于连接件440背离活塞杆420的一侧，支架固定安装于储能罐410的一侧，主动轮460转动安装于支架上，主动轮460分别与螺杆450和发电机200传动连接。
62.示例性的，连接件440可以为片状结构，该连接件440背离活塞杆420的一面与螺杆450的端部固定连接。
63.在一种可能的实现方式中，如图2所示，主动轮460上设置有与主动轮460同轴的内螺纹孔，螺杆450穿射于内螺纹孔中并与内螺纹孔螺纹连接。示例性的，主动轮460包括第一轮盘和位于第一轮盘上的第二轮盘，第一轮盘和第二轮盘同轴设置，内螺纹孔分别贯穿第一轮盘和第二轮盘。支架相对于储能罐410固定，主动轮460的第一轮盘可以通过滑动轴承转动安装于支架上，当各活塞杆420相对支架运动时可以带动螺杆450同步运动，螺杆450在运动时通过螺纹带动主动轮460发生转动，主动轮460在转动时其第二轮盘驱动发电机200发电。
64.在另一种可能的实现方式中，如图3所示，可以使用齿轮作为主动轮460，该齿轮可以通过转轴转动安装于支架上，且齿轮与螺杆450啮合。当螺杆450相对支架运动时可以带动主动轮460转动，进而驱动发电机200发电。
65.此结构，当活塞杆420相对储能罐410运动时可以带动主动轮460发生转动，通过主动轮460的转动可以驱动发电机200发电。
66.进一步的，如图2和图3所示，机械储能单元400还包括从动轮470，从动轮470的直径大于主动轮460的直径，从动轮470分别与主动轮460和发电机200传动连接。
67.示例性的，从动轮470可以转动安装于支架上，其与支架之间的连接方式可以和主
动轮460与支架之间的连接方式相同。从动轮470与主动轮460之间可以通过同步带传动、链条传动或者从动轮470与主动轮460相互啮合，在此不做唯一限定。
68.此结构，当主动轮460转动时可以带动从动轮470转动，进而带动发电机200发电。通过从动轮470可以增加主动轮460输出的扭矩，保证主动轮460在转动时能够稳定带动发电机200发电。
69.在一个实施例中，如图1所示，热储能模块510包括第二加热室511、第一冷盐储罐512、热盐储罐513和蒸汽发生器514。第二加热室511与发电系统连接，第二加热室511的进料端连接第一冷盐储罐512的出料端，第二加热室511的出料端连接热盐储罐513的进料端。热盐储罐513的出料端连接蒸汽发生器514的进料端，蒸汽发生器514的出气口连接汽轮机520，蒸汽发生器514的出料端连接第一冷盐储罐512的进料端。
70.其中，在用电低谷时，发电系统中富裕而未被压缩气体储能单元300和机械储能单元400存储的电量可以通过正输送线路610传输至第二加热室511，该电量驱动第二加热室511加热其内部的冷盐，实现电能到热能的转化。第二加热室511产生的热能被第一冷盐储罐512输送的冷盐所吸收，并存储于热盐储罐513中，从而完成热能的存储。在用电高峰时，存储于热盐储罐513中的热盐输送至蒸汽发生器514以实现热量的输送，蒸汽发生器514通过热盐储罐513输送的热量产生大量的蒸汽并驱动汽轮机520做功，从而驱动发电机200发电，实现了热能到电能的转化。在此过程中，发电机200产生的电量通过反输送线路620输送至电网。
71.示意性的，可以在连接第一冷盐储罐512与第二加热室511之间的管路上设置冷盐泵以实现冷盐的输送；可以在连接热盐储罐513与蒸汽发生器514的管路上设置热盐泵以实现热盐的输送。
72.通过上述设置，热储能单元500可以实现电能和热能之间的相互转化，提高能量存储效率。在用电低谷时，热储能单元500的热储能模块510可以将发电系统中富裕的电量转化为热量进行存储；在用电高峰时，热储能模块510和汽轮机520将存储于热储能模块510中的热量转化为电量并输送至电网。
73.如图1所示，在一个实施例中，热储能模块510还包括第二冷盐储罐515，热盐储罐513的出料端还连接第一加热室330的进料端，第一加热室330的出料端连接第二冷盐储罐515的进料端，第二加热室511的进料端分别与第一冷盐储罐512的出料端和第二冷盐储罐515的出料端连接。
74.示例性的，与热盐储罐513的出料端连接的管路设置有两个分支，其中一个分支连接蒸汽发生器514的进料端，另一各分支连接第一加热室330的进料端。从热盐储罐513输送至第一加热室330中的热盐与从储气罐320输送至第一加热室330中的压缩气体进行热交换，以对第一加热室330中的压缩气体进行加热。第二冷盐储罐515可以存储从第一加热室330的出料端送出的冷盐。热储能单元500在储能时，第二加热室511可以分别加热第一冷盐储罐512输送的冷盐和第二冷盐储罐515输送的冷盐。其中，可以在连接第二冷盐储罐515与第二加热室511的管路上设置冷盐泵以实现冷盐的输送。
75.本实施例中，压缩气体储能单元300在释放能量时，可以通过存储在热盐储罐513中的热盐为第一加热室330提供热量，减少外部能量的输入，实现了能量的多重利用，提高了能量利用效率，降低储能成本。
76.在一个实施例中，如图1所示，多模式一体化储能系统还包括冷凝器700，冷凝器700连接于汽轮机520的出气口与蒸汽发生器514的进液口之间。
77.示意性的，蒸汽发生器514产生的蒸汽在驱动汽轮机520做功后可以被冷凝器700所回收，蒸汽在冷凝器700中冷凝成液态水并输送回蒸汽发生器514中。示例性的，蒸汽发生器514的进液口还可以通过管路连接供水设备，可以通过供水设备向蒸汽发生器514中补水。
78.通过设置冷凝器700，可以实现水的循环利用，降低多模式一体化储能系统的储能成本。
79.图1示出了，压缩机310与储气罐320通过第一管路350连接，第一管路350上设置有第一阀门351，储气罐320与气体透平340通过第二管路360连接，第二管路360上设置有第二阀门361，压缩机310与储能罐410通过第三管路800连接，第三管路800上设置有第三阀门810，储能罐410与汽轮机520通过第四管路900连接，第四管路900上设置有第四阀门910。
80.其中，通过控制第一阀门351和第二阀门361可以控制压缩气体储能单元300的工作状态，具体的，当第一阀门351打开、第二阀门361关闭时，压缩气体储能单元300可以在用电低谷时可以将发电系统中富裕的电量转化为气体的压缩势能并进行存储。在用电高峰时，可以将第一阀门351关闭、第二阀门361打开，压缩气体储能单元300将气体的压缩势能转化为电能并输送至电网。
81.通过控制第三阀门810和第四阀门910可以控制机械储能单元400的工作状态，当第三阀门810打开、第四阀门910关闭时，机械储能单元400可以在用电低谷时可以将发电系统中富裕的电量转化为机械能并进行存储。在用电高峰时，可以将第三阀门810关闭、第四阀门910打开，机械储能单元400将机械能转化为电能并输送至电网。
82.此外，通过控制第一阀门351、第二阀门361、第三阀门810和第四阀门910可以控制机械储能单元400和压缩气体储能单元300中的一个工作，或者控制机械储能单元400和压缩气体储能单元300同时工作。
83.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种多模式一体化储能系统，其特征在于，包括电动机、发电机、压缩气体储能单元、机械储能单元和热储能单元；所述电动机与发电系统连接，所述发电机与电网连接；所述压缩气体储能单元包括依次连接的压缩机、储气罐、第一加热室以及透平，所述压缩机与所述电动机连接，所述透平与所述发电机连接；所述机械储能单元的输入端与所述压缩机连接，所述机械储能单元的输出端与所述发电机连接；所述热储能单元包括热储能模块和汽轮机，所述热储能模块的输入端与所述发电系统连接，所述热储能模块的输出端与所述汽轮机连接，所述汽轮机与所述发电机连接。2.根据权利要求1所述的多模式一体化储能系统，其特征在于，所述机械储能单元包括储能罐、活塞杆和弹性件，所述储能罐与所述压缩机连接，所述活塞杆的第一端伸入所述储能罐中，并与所述储能罐滑动连接，所述活塞杆的第二端伸出所述储能罐并与所述发电机传动连接，所述弹性件设置在所述储能罐中并与所述活塞杆连接；所述机械储能单元在储能时，所述活塞杆带动所述弹性件发生弹性变形。3.根据权利要求2所述的多模式一体化储能系统，其特征在于，所述储能罐还与所述汽轮机连接。4.根据权利要求3所述的多模式一体化储能系统，其特征在于，所述储能罐的容置腔中设置有多个容器，多个所述容器之间具有间隔区域，所述活塞杆的数量为多个，多个所述活塞杆的第一端一一对应伸入多个所述容器内，各所述活塞杆的第一端均设置有活塞，所述活塞将所述容器分隔为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室与所述间隔区域连通，各所述容器中分别设置有连接相应所述活塞杆的所述弹性件；所述机械储能单元在储能时，所述压缩机向所述间隔区域通入压缩气体。5.根据权利要求4所述的多模式一体化储能系统，其特征在于，所述机械储能单元还包括连接件、螺杆、主动轮和支架，所述连接件分别与各所述活塞杆的第二端连接，所述螺杆的端部连接于所述连接件背离所述活塞杆的一侧，所述支架固定安装于所述储能罐的一侧，所述主动轮转动安装于所述支架上，所述主动轮分别与所述螺杆和所述发电机传动连接。6.根据权利要求5所述的多模式一体化储能系统，其特征在于，所述机械储能单元还包括从动轮，所述从动轮的直径大于所述主动轮的直径，所述从动轮分别与所述主动轮和所述发电机传动连接。7.根据权利要求1所述的多模式一体化储能系统，其特征在于，所述热储能模块包括第二加热室、第一冷盐储罐、热盐储罐和蒸汽发生器；所述第二加热室与所述发电系统连接，所述第二加热室的进料端连接所述第一冷盐储罐的出料端，所述第二加热室的出料端连接所述热盐储罐的进料端，所述热盐储罐的出料端连接所述蒸汽发生器的进料端，所述蒸汽发生器的出气口连接所述汽轮机，所述蒸汽发生器的出料端连接所述第一冷盐储罐的进料端。8.根据权利要求7所述的多模式一体化储能系统，其特征在于，所述热储能模块还包括第二冷盐储罐，所述热盐储罐的出料端还连接所述第一加热室的进料端，所述第一加热室的出料端连接所述第二冷盐储罐的进料端，所述第二加热室的进料端分别与所述第一冷盐
储罐的出料端和所述第二冷盐储罐的出料端连接。9.根据权利要求7所述的多模式一体化储能系统，其特征在于，所述多模式一体化储能系统还包括冷凝器，所述冷凝器连接于所述汽轮机的出气口与所述蒸汽发生器的进液口之间。10.根据权利要求1-9任一项所述的多模式一体化储能系统，其特征在于，所述压缩机与所述储气罐通过第一管路连接，所述第一管路上设置有第一阀门，所述储气罐与所述第一加热室通过第二管路连接，所述第二管路上设置有第二阀门，所述压缩机与所述储能罐通过第三管路连接，所述第三管路上设置有第三阀门，所述储能罐与所述汽轮机通过第四管路连接，所述第四管路上设置有第四阀门。

技术总结
本申请提供一种多模式一体化储能系统，包括电动机、发电机、压缩气体储能单元、机械储能单元和热储能单元；压缩气体储能单元包括依次连接的压缩机、储气罐、第一加热室以及透平；机械储能单元的输入端与压缩机连接，机械储能单元的输出端与发电机连接；热储能单元包括热储能模块和汽轮机，热储能模块的输入端与发电系统连接，热储能模块的输出端与汽轮机连接，汽轮机与发电机连接。通过三种储能单元可以共同实现电量的转化、存储和反输送。三种储能单元可以协同互补，具有合理的储能时长以及响应速度。此外，多模式一体化储能系统通过三种不同的储能单元存储电量，提高了电量存储效率，有效降低电网的波动、提升了电网的稳定性。提升了电网的稳定性。提升了电网的稳定性。


技术研发人员：张二信 帅争峰 汪常明 葛殿辉 李志鹏 崔晓波 周亮亮 雷咸道 张瑞杰
受保护的技术使用者：中国三峡新能源（集团）股份有限公司
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/7/12