高海拔地区密闭建筑群综合储能系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及高原地区储能系统技术领域，具体涉及一种高海拔地区密闭建筑群综合储能系统及其控制方法。


背景技术：

2.高原地区可再生能源如太阳能、风能比较丰富，但是可再生能源在使用上存在着不均衡的问题，为保证正常使用，需配备储能装置；密闭建筑群主要能耗在于压缩空气的获取，冬季供暖也消耗大量能量，因此合理进行储能是提高密闭建筑群的经济性的关键。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种高海拔地区密闭建筑群综合储能系统，旨在合理进行储能，以提供高海拔地区密闭建筑群进行综合利用。
4.为实现上述目的，本发明提供一种高海拔地区密闭建筑群综合储能系统，包括压缩空气储能机构、电池储能机构以及储热储能机构，其中，
5.所述压缩空气储能机构包括空气压缩机以及与其连接的储气罐，所述电池储能机构包括蓄电池组，储热储能机构包括与空气压缩机连接的余热回收装置以及与其连接的热水储罐，热水储罐与高海拔地区密闭建筑群的热水供应系统连接以对高海拔地区密闭建筑群提供生活热水，蓄电池组与高海拔地区密闭建筑群的用电设备电连接，储气罐与高海拔地区密闭建筑群的进气管道连接。
6.优选地，所述蓄电池组为ups蓄电池组。
7.优选地，所述余热回收装置内部设有第一换热通道和第二换热通道，第一换热通道与空气压缩机上的冷却油循环管道连接，第二换热通道与热水储罐连接。
8.优选地，所述空气压缩机、蓄电池组均与市电供应系统和可再生能源发电系统连接。
9.优选地，所述储热储能机构还包括与高海拔地区密闭建筑群的热水供应系统连接的太阳能集热器。
10.优选地，所述储气罐与高海拔地区密闭建筑群的进气口之间管道上安装有流量调节阀，流量调节阀可手动控制。
11.优选地，所述余热回收装置包括翅片式换热器。
12.优选地，所述储热储能机构与高海拔地区密闭建筑群的热水供应系统之间安装有加压泵。
13.优选地，所述高海拔地区密闭建筑群综合储能系统还包括与所述加压泵和流量调节阀电连接的控制器，蓄电池组与控制器电连接以对其供电。
14.优选地，所述储气罐、热水储罐的外部及其出口管道上包裹有保温层。
15.本发明进一步提出一种基于上述高海拔地区密闭建筑群综合储能系统的控制方法，包括以下步骤：
16.当电价小于预设电价或可再生能源发电系统电量大于预设电量时，控制空气压缩机工作将储气罐中储存控制，同时余热回收设备回收空气压缩机产生的余热，并对蓄电池组进行充电以存储电量；
17.当电价大于或等于预设电价或可再生能源发电系统电量小于或等于预设电量时，储气罐放气以向高海拔地区密闭建筑群内进行增压补氧，同时蓄电池组向外放电以满足高海拔地区密闭建筑群内生活电器及系统控制需求。
18.本发明提出的高海拔地区密闭建筑群综合储能系统，利用压缩空气储能部分原理，当电价低谷或可再生能源发电量较大时，利用空气压缩机压缩空气并储存起来，外部电力不足或电价峰值时，压缩空气直接用于密闭空间供气，相比传统的压缩空气储能，效率更高。同时，对空气压缩中的余热进行回收，用于冬季供暖和生活热水，解决了冬季供暖的问题；密闭建筑群生活用电主要通过蓄电池提供，较好的解决了储能问题。本综合储能系统具有转换效率高(相对于使用利用电网负荷低谷时的剩余电力压缩空气，并将其储藏在高压密封设施内，在用电高峰释放出来驱动燃气轮机发电，本技术的转换效率高)、可靠性好的优点。
附图说明
19.图1为本发明高海拔地区密闭建筑群综合储能系统的结构原理示意图。
20.图中，1
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空气压缩机，2
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储气罐，3
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蓄电池组，4
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余热回收装置，5
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太阳能集热器，6
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流量调节阀，7
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高海拔地区密闭建筑群的进气口，8
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加压泵，10
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市电供应系统，11
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可再生能源发电系统，12
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热水储罐。
21.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
22.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
23.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，并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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
24.本发明提出一种高海拔地区密闭建筑群综合储能系统。
25.参照图1，本优选实施例中，一种高海拔地区密闭建筑群综合储能系统，包括压缩空气储能机构、电池储能机构以及储热储能机构，其中，
26.压缩空气储能机构包括空气压缩机1以及与其连接的储气罐2，电池储能机构包括蓄电池组3，储热储能机构包括与空气压缩机1连接的余热回收装置4以及与空气压缩机1连接的热水储罐12，热水储罐12与高海拔地区密闭建筑群的热水供应系统连接以对高海拔地区密闭建筑群提供生活热水，蓄电池组3与高海拔地区密闭建筑群的用电设备电连接(以满足高海拔地区密闭建筑群内居民生活和照明需求)，储气罐2与高海拔地区密闭建筑群的进气管道连接(以对高海拔地区密闭建筑群内进行增压供氧)。
27.空气压缩机1可以为多级压缩机，以快速将储气罐2充满气体。压缩空气储能机构
主要利用电网负荷低谷时的剩余电力压缩空气，并将其储藏在储气罐2中，在用电高峰时储气罐2缓慢释放来对高海拔地区密闭建筑群内进行增压供氧，这样不需要鼓风机一直不停的工作来对高海拔地区密闭建筑群进行增压补氧。
28.储气罐2的设计压力和体积应根据现场使用条件进行确定，储气罐2内压缩空气折算成标准大气压下的空气量应能满足一个周期内外部电力不足时密闭建筑群通风换气的需要。一般来说，储气罐2的容积应当大于20m3。
29.进一步地，蓄电池组3为ups蓄电池组，从而为高海拔地区密闭建筑群提供不间断电源。
30.具体地，余热回收装置4内部设有第一换热通道和第二换热通道，第一换热通道与空气压缩机1上的冷却油循环管道连接，第二换热通道与热水储罐12连接。余热回收装置4包括翅片式换热器。翅片式换热器可设置多组。
31.本实施例中，空气压缩机1、蓄电池组3均与市电供应系统10和可再生能源发电系统11连接。可再生能源发电系统11包括但不限于风能发电系统和太阳能发电系统。
32.进一步地，储热储能机构还包括与高海拔地区密闭建筑群的热水供应系统连接的太阳能集热器5，通过设置太阳能集热器5，进一步保证了热水的及时稳定和持续的供应。
33.进一步地，储气罐2与高海拔地区密闭建筑群的进气口7之间管道上安装有流量调节阀6，流量调节阀6可手动控制，从而便于停电时手动控制。
34.本实施例中，储热储能机构与高海拔地区密闭建筑群的热水供应系统之间安装有加压泵8。
35.本高海拔地区密闭建筑群综合储能系统还包括与加压泵8和流量调节阀6电连接的控制器13，从而便于实现自动控制。蓄电池组3与控制器13电连接以对其供电。需要说明的是，控制器13与加压泵8、控制阀门9和流量调节阀6连接的电路结构为常见技术，因此，本发明省略对电路的说明。
36.另外，储气罐2、热水储罐12的外部及其出口管道上包裹有保温层，从而降低系统能耗。
37.本高海拔地区密闭建筑群综合储能系统工作过程如下。
38.当电价低谷或自备发电设备如太阳能发电、风能发电发电量较大时，启动空气压缩机1，通过储气罐2储存压缩空气，同时余热回收设备回收空气压缩机1产生的余热，热水储罐12内可用于生活用水和供暖用水，多余热水储存起来，同时对蓄电池组3进行充电，存储电量。
39.当电价高峰或外部电力不足时，利用储气罐2中的压缩空气满足密闭建筑群通风换气的需求，热水储罐12内储存的热水满足舱体内供暖和生活热水需求，蓄电池组3对外放电，满足密闭建筑群内生活用电需要。
40.本实施例提出的高海拔地区密闭建筑群综合储能系统，利用压缩空气储能部分原理，当电价低谷或可再生能源发电量较大时，利用空气压缩机1压缩空气并储存起来，外部电力不足或电价峰值时，压缩空气直接用于密闭空间供气，相比传统的压缩空气储能，效率更高。同时，对空气压缩中的余热进行回收，用于冬季供暖和生活热水，解决了冬季供暖的问题；密闭建筑群生活用电主要通过蓄电池提供，较好的解决了储能问题。本综合储能系统具有转换效率高(相对于使用利用电网负荷低谷时的剩余电力压缩空气，并将其储藏在高
压密封设施内，在用电高峰释放出来驱动燃气轮机发电，本技术的转换效率高)、可靠性好的优点。
41.本发明进一步提出一种高海拔地区密闭建筑群综合储能系统的控制方法。
42.本优选实施例中，一种基于上述高海拔地区密闭建筑群综合储能系统的控制方法，包括以下步骤：
43.当电价小于预设电价或可再生能源发电系统电量大于预设电量时，控制空气压缩机工作将储气罐中储存控制，同时余热回收设备回收空气压缩机产生的余热，并对蓄电池组进行充电以存储电量；
44.当电价大于或等于预设电价或可再生能源发电系统电量小于或等于预设电量时，储气罐放气以向高海拔地区密闭建筑群内进行增压补氧，同时蓄电池组向外放电以满足高海拔地区密闭建筑群内生活电器及系统控制需求。
45.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。